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Físico francés (París 1796-París 1832).
Hijo mayor de Lazare, estuvo, como su hermano Hipólito, inmerso desde su juventud tanto en el mundo de la ciencia como en el de la política. En 1812 (a los 16 años, edad mínima de admisión) ingresa en la École Polytechnique, donde tiene como profesores a Ampère, Gay-Lussac y Arago. Se graduó primero, en 1814, y, después de haber participado en la defensa de París, ingresó como subteniente en la Escuela de Ingeniería de Metz, donde pasó dos años.
Después de los Cien Días, en 1815, su padre fue proscrito y se exilió en Magdeburgo. Convertido en capitán de ingenieros, pero al ver retrasado su avance por la desgracia de su padre, Sadi Carnot se puso a disposición en 1819 y se trasladó a París, donde postuló para incrementar sus conocimientos en los más variados campos. Frecuenta el Museo del Louvre y el Teatro Italiano, así como el Jardin des Plantes y el Conservatorio de Artes y Oficios. Sigue con asiduidad los cursos en la Sorbona y el Collège de France, la École des mines y el Museo. Particularmente interesado en el desarrollo industrial, visita fábricas y aprende sobre procesos de fabricación. También es un apasionado de la economía política, la música y llega a practicar gimnasia y danza. Fue en este momento que escribió sus pensamientos sobre el funcionamiento de los motores térmicos. Después de haber reanudado el servicio durante unos meses, en 1827, como ingeniero militar, dimitió y regresó a París. Luego reanudó su investigación. En 1831, comenzó a estudiar las propiedades físicas de los gases y vapores, y especialmente la relación entre su temperatura y su presión. Pero murió prematuramente al año siguiente, a los 36 años, víctima del cólera.
La esencia del trabajo científico de Sadi Carnot está contenida en un folleto de 118 páginas publicado en 1824 a cargo de su autor e impreso en 600 copias: Reflexiones sobre la fuerza motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta potencia. Esta obra, ignorada por los círculos académicos en el momento de su publicación, no saldrá del olvido hasta diez años después, gracias a Émile Clapeyron. Cuando llegó a París en 1844, Lord Kelvin, que se enteró de su existencia, logró, no sin dificultad, obtenerlo y se entusiasmó con su lectura, llegando, se dice, al punto de declarar: “No hay nada más grande en toda la amplitud de la ciencia. «
La máquina de vapor, en ese momento, desempeñaba un papel clave en la industria y fue objeto de muchas investigaciones destinadas a aumentar su rendimiento. Carnot desea alimentar el pensamiento de los ingenieros. Adoptando el enfoque de un físico, se esfuerza por determinar los fundamentos científicos de la máquina de vapor. Para ello, toma en consideración la presión y temperatura del vapor. Incluso si todavía piensa que el calor es de naturaleza material, señala el hecho de que es imposible realizar una máquina térmica que funcione con una sola fuente de calor (este es el segundo principio de la termodinámica). Una máquina térmica debe tener, para funcionar, dos fuentes, una caliente y otra fría. Produce trabajo gracias al calor comunicado al fluido por la fuente caliente y devuelto parcialmente a la fuente fría. Carnot inventa el concepto de funcionamiento reversible y muestra que una máquina térmica ideal funciona según una serie de ciclos, cada uno de los cuales comprende cuatro fases reversibles. Dedujo el teorema al que se le dio su nombre: la eficiencia máxima de tal motor no depende del fluido utilizado, sino solo de la diferencia de temperaturas de las dos fuentes.
Carnot también descubre la ley de equivalencia entre calor y trabajo, y da, mucho antes que James Prescott Joule, un valor bastante correcto del equivalente mecánico de la caloría, como lo revelan las notas que escribió alrededor de 1830 pero que no se publicarán hasta 1878. por su hermano Hippolyte.
Aparte del segundo principio de la termodinámica, a menudo llamado «principio de Carnot», y el teorema relativo a la máxima eficiencia de los motores térmicos, el nombre de Carnot permanece asociado con dos nociones: el Ciclo de Carnot, un ciclo reversible en el que un sistema en evolución que intercambia calor con dos fuentes a diferentes temperaturas sufre dos transformaciones isotérmicas y dos transformaciones adiabáticas; los Máquina de carnot una máquina térmica ideal en la que una masa de fluido realiza ciclos de Carnot. Una máquina de este tipo puede servir como modelo para un motor térmico o una máquina de refrigeración.
