Carnots sætning (termodynamik): Forskelle mellem versioner

[[Nicolas Léonard Sadi Carnot]] udviklede [[1824]] i sine ''Réflexions sur la puissance motrice du feu'' ("Undersøgelser over Ildens bevægende Kraft") den sætning, at [[varme]]n kun ved at synke fra en højere til en lavere temperatur kan udføre arbejde, ligesom [[vand]] kun kan drive en [[maskine]], når det har fald. Heraf drog han en række slutninger, hvoraf den vigtigste er den, at når en vis varmemængde går over fra en højere til en lavere temperatur ved en reversibel proces, det vil sige en række ændringer, der alle kan lade sig udføre i modsat orden, så vil den udføre en bestemt mængde arbejde, der er uafhængig af de stoffers natur, der benyttes ved overføringen, og som tillige er den størst mulige arbejdsmængde, der kan vindes ved denne varmeoverførsel. Han byggede derved på to principper: 1) Varmen er et stof med uforanderlig mængde og 2) [[Perpetuum mobile]] er umuligt. Den første sætning, der på Carnots tid var almindlig antagen, har siden vist sig at være urigtig, idet der ved frembringelse af arbejde ved varme bruges varme. Alligevel har Carnots princip beholdt sin store betydning for fysikken, efter at det af [[Clausius]] var bragt i overenssteminelse med den nye varmeteori. Man udtrykker nu Carnots princip således: Føres ved en reversibel proces varme fra et [[legeme]] med den højere temperatur T1 til den lavere T2, så vil den varmemængde, som herved kan omdannes til arbejde, være bestemt ved ligningen (Q1-Q2)/Q1 = (T1-T2)/T1, hvor Q1 er den varmemængde, der tages fra det varmere legeme, Q2 den, der afgives til det koldere, og Q1-Q2 følgelig den, der omdannes til arbejde. Temperaturerne T1 og T2 er "absolutte", det vil sige udtrykte ved tal, som man får ved til gradeantallet efter [[Celsius]]termometret at lægge 273,15 (K=[[Kelvin]]). Er for eksempel en dampkedels temperatur 160°, fortætterens 60°, så er 100/433 eller 23 % højeste grænse for den brøkdel af den fra kedlen gennem dampen bortførte varme, der kan omdannes til arbejde i [[dampmaskinen]]. Uundgåelige tab volder, at det virkelige udbytte kommer til at ligge temmelig langt under grænsen.