நடைமுறை இயந்திரங்களின் அடிப்படையாக உள்ள பெரும் புகழ் வாய்ந்த கார்னோட்வின் நான்கு-நிலை-சுழற்சி கண்டறிந்த நிக்கலாஸ் லெனார்ட் சாடி கார்னோட் பிறந்த தினம் இன்று (ஜூன் 1, 1796).

நிக்கலாஸ் லெனார்ட் சாடி கார்னோட் (Nicolas Leonard Sadi Carnot) ஜூன் 1, 1796ல் பாரிஸில் அறிவியல் மற்றும் அரசியல் இரண்டிலும் வேறுபடுத்தப்பட்ட ஒரு குடும்பத்தில் பிறந்தார். பிரபல கணிதவியலாளர், இராணுவ பொறியியலாளர் மற்றும் பிரெஞ்சு புரட்சிகர இராணுவத்தின் தலைவரான லாசரே கார்னோட்டின் முதல் மகன் ஆவார். அவர் தமக்கு ஈரானில் இருக்கும் சிராசில் உள்ள சாடி என்னும் பெர்சியக் கவிஞரின் மேல் இருந்த மதிப்பால் தம் மகனுக்கு சாடி என்னும் பெயரைத் தந்தார். சாடி கார்னோ பிறந்த சிறிது காலத்துக்குள்ளேயே, லாசரெ கார்னோ அவர்கள் வெளிநாட்டில் தலைமறைவாக இருக்க நேர்ந்தது. ஆனால் பின்னர் நெப்போலியன் ஆட்சிக்கு வந்த பின் இவர் நெப்போலியனின் அரசில் போர்த்துறைக்கு அமைச்சராய் வந்து சேர்ந்தார். எனினும், அவ்வேலையில் அவர் நிலைக்காமல், விலகி விட்டார். இதனால் தன் மகனுக்கு பாடம் சொல்லிக்கொடுக்க வசதியாக இருந்தது.

சாடி கார்னோ 1812ல் ஈக்கோலே பாலிடெக்னிக் என்னும் உயர் கல்வி நிறுவனத்தில் கல்வி பயின்றார். 1814ல் கல்வியை முடித்துவிட்டு வந்த பின், பிரெஞ்சுப் படையில் சேர்ந்து பெரும்பாலும் அதிலேயே இருந்தார். இவருக்கு போதிய பதவி உயர்வுகள் தாராவிட்டாலும், இவர் பல அறிவியற் சொற்பொழிவுகளுக்குச் சென்றும், புகழ் பெற்ற அறிவியல் அறிஞர்களோடு ஆழ உரையாடியும் தம் அறிவை செழுமைப்படுத்தி வந்தார். அக்காலத்தில், சாடி கார்னோவிற்கு முதன்மையான கேள்வி, எப்படி நீராவி எந்திரத்தை திறன் மிகுந்ததாகச் செய்வது என்பதுதான். அக்காலத்தில், ஆங்கிலேயர்கள் இந்த நீராவி எந்திரத்தில் பெரும் முன்னேற்றம் அடைந்து இருந்தனர். பிரான்சு நாட்டில் அவ்வாறு இல்லாமலும், நீராவி எந்திரங்களை இறக்குமதி செய்து கொண்டும் இருந்தனர். எனவே இவர் ஆய்வுகள் செய்து 1824-ல் தீயின் இயக்கு விசையைப் பற்றிய எண்ணங்கள் என்னும் ஒரு சிறு நூலை வெளியிட்டார். அது இன்றளவும் போற்றப்படுகின்றது.

பிரெஞ்சு இராணுவத்தின் பொறியாளர்களின் படையில் அதிகாரியாக ஆனார். அவரது தந்தை லாசரே “நூறு நாட்களில்” நெப்போலியனின் உள்துறை அமைச்சராக பணியாற்றினார். 1815ல் நெப்போலியனின் இறுதி தோல்விக்குப் பிறகு லாசரே நாடுகடத்தப்பட்டார். லூயிஸ் XVIII இன் மீட்டெடுக்கப்பட்ட போர்பன் முடியாட்சியின் கீழ் இராணுவத்தில் சாடியின் நிலை பெருகிய முறையில் கடினமாகிவிட்டது. சாடி கார்னோட் வெவ்வேறு இடங்களுக்கு அனுப்பப்பட்டார். அவர் கோட்டைகளை ஆய்வு செய்தார், திட்டங்களை கண்காணித்தார் மற்றும் பல அறிக்கைகளை எழுதினார். அவரது பரிந்துரைகள் புறக்கணிக்கப்பட்டன. செப்டம்பர் 15, 1818 அன்று, ராயல் கார்ப்ஸ் ஆஃப் ஸ்டாஃப் மற்றும் பொது ஊழியர்களின் சேவைக்கான ஸ்கூல் ஆப் அப்ளிகேஷனின் நுழைவுத் தேர்வுக்குத் தயாராவதற்கு அவர் ஆறு மாத விடுப்பு எடுத்தார்.

1819 ஆம் ஆண்டில், சாடி பாரிஸில் புதிதாக அமைக்கப்பட்ட பொது ஊழியர்களுக்கு மாற்றப்பட்டார். அவர் இராணுவக் கடமைக்கான அழைப்பில் இருந்தார். ஆனால் அப்போதிருந்து அவர் தனது கவனத்தை தனியார் அறிவுசார் முயற்சிகளுக்கு அர்ப்பணித்தார். மூன்றில் இரண்டு பங்கு ஊதியம் மட்டுமே பெற்றார். கார்னோட் விஞ்ஞானி நிக்கோலா கிளெமெண்ட்டுடன் நட்பு கொண்டிருந்தார். இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பற்றிய விரிவுரைகளில் கலந்து கொண்டார். நீராவி என்ஜின்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கான வரம்பைப் புரிந்துகொள்வதில் அவர் ஆர்வம் காட்டினார். இது அவரை விசாரணைக்கு இட்டுச் சென்றது. 1824ல் வெளியிடப்பட்ட தீய சக்தியின் பிரதிபலிப்புகளாக மாறியது.

வெப்ப இயந்திரங்களின் செயல்பாட்டைப் பற்றி இரண்டு கேள்விகளுக்கு கார்னோட் பதிலளிக்க விரும்பினார். வெப்ப மூலத்திலிருந்து கிடைக்கும் வேலை வரம்பற்றதா? மற்றும் “நீராவியை வேறு சில வேலை திரவம் அல்லது வாயுவுடன் மாற்றுவதன் மூலம் கொள்கையளவில் வெப்ப இயந்திரங்களை மேம்படுத்த முடியுமா?. 1824 ஆம் ஆண்டில் அவருக்கு 27 வயதாக இருந்தபோது ஒரு பிரபலமான படைப்பாக வெளியிடப்பட்ட ஒரு நினைவுக் குறிப்பில் அவர் பதிலளிக்க முயன்றார். நெருப்பின் உந்துதல் சக்தியின் பிரதிபலிப்புகள் என்ற தலைப்பில் இருந்தது. புத்தகம் மிகவும் பிரபலமான முறையில் வெப்ப இயந்திரங்களைப் பற்றிய பரந்த அளவிலான தலைப்புகளை உள்ளடக்கும் நோக்கம் கொண்டது. சமன்பாடுகள் குறைந்தபட்சமாக வைக்கப்பட்டு, எளிய இயற்கணிதம் மற்றும் எண்கணிதத்தை விட சற்று அதிகமாக அழைக்கப்பட்டன. அவ்வப்போது அடிக்குறிப்புகளில் தவிர, சில கால்குலஸை உள்ளடக்கிய சில வாதங்களில் அவர் ஈடுபட்டார்.

வேலை செய்யும் திரவங்கள், நீராவி இயந்திர வடிவமைப்பின் பல்வேறு அம்சங்களின் சிறப்புகள், மற்றும் நடைமுறை இயற்கையின் சாத்தியமான முன்னேற்றங்கள் குறித்து தனது சொந்த சில யோசனைகளையும் அவர் விவாதித்தார். புத்தகத்தின் மிக முக்கியமான பகுதி ஒரு இலட்சியப்படுத்தப்பட்ட இயந்திரத்தின் சுருக்க விளக்கக்காட்சிக்கு அர்ப்பணிக்கப்பட்டது. அவை பொதுவாக அனைத்து வெப்ப இயந்திரங்களுக்கும் பயன்படுத்தப்படும் அடிப்படைக் கொள்கைகளைப் புரிந்துகொள்வதற்கும் தெளிவுபடுத்துவதற்கும் பயன்படுத்தப்படலாம். வெப்ப இயக்கவியலில் கார்னோட் செய்த மிக முக்கியமான பங்களிப்பு, நீராவி இயந்திரத்தின் அத்தியாவசிய அம்சங்களை அவர் சுருக்கமாகக் காட்டியது. அவை அவருடைய நாளில் அறியப்பட்டவை. மிகவும் பொதுவான மற்றும் இலட்சியப்படுத்தப்பட்ட வெப்ப இயந்திரமாக மாற்றப்பட்டன. இதன் விளைவாக ஒரு மாதிரி வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பில் சரியான கணக்கீடுகள் செய்யப்படலாம். மேலும் தற்கால நீராவி இயந்திரத்தின் பல கச்சா அம்சங்களால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட சிக்கல்களைத் தவிர்த்தது. இயந்திரத்தை இலட்சியமாக்குவதன் மூலம், அவர் தனது அசல் இரண்டு கேள்விகளுக்கு தெளிவான மற்றும் மறுக்கமுடியாத பதில்களைப் பெற முடியும்.

இந்த இலட்சிய இயந்திரத்தின் செயல்திறன் அது செயல்படும் நீர்த்தேக்கங்களின் இரண்டு வெப்பநிலைகளில் மட்டுமே செயல்படுவதாக அவர் காட்டினார். எவ்வாறாயினும், அவர் செயல்பாட்டின் சரியான வடிவத்தை கொடுக்கவில்லை. இது பின்னர் (T1 – T2) / T1 எனக் காட்டப்பட்டது, அங்கு T1 என்பது வெப்பமான நீர்த்தேக்கத்தின் முழுமையான வெப்பநிலையாகும். வேறு எந்த சுழற்சியையும் இயக்கும் எந்த வெப்ப இயந்திரமும் அதே இயக்க வெப்பநிலையைக் கொண்டு மிகவும் திறமையாக இருக்க முடியாது. கார்னோட் சுழற்சி மிகவும் திறமையான சாத்தியமான இயந்திரமாகும். இது உராய்வு இல்லாத (அற்பமான) மற்றும் பிற தற்செயலான வீணான செயல்முறைகளின் காரணமாக மட்டுமல்ல. முக்கிய காரணம் என்னவென்றால், வெவ்வேறு வெப்பநிலையில் இயந்திரத்தின் பகுதிகளுக்கு இடையில் வெப்பத்தை கடத்துவதில்லை என்று கருதுகிறது. வெவ்வேறு வெப்பநிலையில் உடல்களுக்கு இடையில் வெப்பத்தை கடத்துவது ஒரு வீணான மற்றும் மீளமுடியாத செயல் என்பதை கார்னோட் அறிந்திருந்தார். இது வெப்ப இயந்திரம் அதிகபட்ச செயல்திறனை அடைய வேண்டுமானால் அகற்றப்பட வேண்டும். இவருடைய பெரும் புகழ் வாய்ந்த கார்னோவின் நான்கு-நிலை-சுழற்சி என்பது வெப்பத்தால் இயங்கும் எந்திரங்களுக்கு ஒரு கருத்தியல் அடிப்படையாக உள்ளது.

கார்னோட் ஓய்வூதியம் இல்லாமல் 1828 ல் இராணுவத்திலிருந்து ஓய்வு பெற்றார். 1832 ஆம் ஆண்டில் காலராவின் தொற்று காரணமாக அவர் ஒரு தனியார் புகலிடத்தில் அடைக்கப்பட்டார். ஆகஸ்ட் 24, 1832ல் தனது 36வது அகவையில் பாரிஸ், பிரான்ஸ்சில் காலரா நோயால் இவ்வுலகை விட்டு பிரிந்தார். காலராவின் தொற்று தன்மை காரணமாக, கார்னோட்டின் பல உடமைகளும் எழுத்துக்களும் அவரது மரணத்திற்குப் பிறகு அவருடன் புதைக்கப்பட்டன. இதன் விளைவாக, அவரது விஞ்ஞான எழுத்துக்களில் சில மட்டுமே எஞ்சியுள்ளன. நெருப்பின் நோக்கம் பற்றிய பிரதிபலிப்புகள் வெளியிடப்பட்ட பிறகு, புத்தகம் விரைவாக அச்சிடப்படவில்லை. சிறிது நேரம் பெறுவது மிகவும் கடினம். கெல்வின், கார்னட்டின் புத்தகத்தின் நகலைப் பெறுவதில் சிரமப்பட்டார். 1890 ஆம் ஆண்டில் புத்தகத்தின் ஆங்கில மொழிபெயர்ப்பு ஆர்.எச். தர்ஸ்டன் அவர்களால் வெளியிடப்பட்டது. இந்த பதிப்பு சமீபத்திய தசாப்தங்களில் டோவர் மற்றும் பீட்டர் ஸ்மித் ஆகியோரால் 2005 ஆம் ஆண்டில் டோவரால் மறுபதிப்பு செய்யப்பட்டது. கார்னோட்டின் சில மரணத்திற்குப் பின் கையெழுத்துப் பிரதிகளும் ஆங்கிலத்தில் மொழிபெயர்க்கப்பட்டுள்ளன.

கார்னோட் தனது புத்தகத்தை நீராவி என்ஜின்களின் உச்சத்தில் வெளியிட்டார். இதன் விளைவாக வெப்பமான நீர்த்தேக்கத்தின் அதிக வெப்பநிலை இருப்பதால், சூப்பர் ஹீட் நீராவியைப் பயன்படுத்தும் நீராவி என்ஜின்கள் ஏன் சிறந்தது என்று அவரது கோட்பாடு விளக்கினார். கார்னோட்டின் கோட்பாடுகள் மற்றும் முயற்சிகள் உடனடியாக நீராவி இயந்திரங்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்த உதவவில்லை. தற்போதுள்ள ஒரு நடைமுறை ஏன் மற்றவர்களை விட உயர்ந்தது என்பதை விளக்க அவரது கோட்பாடுகள் உதவின. பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் தான் கார்னோட்டின் கருத்துக்கள், அதாவது அதன் வெப்ப நீர்த்தேக்கத்தின் வெப்பநிலை அதிகரித்தால் வெப்ப இயந்திரத்தை மிகவும் திறமையாக உருவாக்க முடியும் என்பது நடைமுறைக்கு வந்தது. எவ்வாறாயினும், கார்னோட்டின் புத்தகம் நடைமுறை இயந்திரங்களின் வடிவமைப்பில் உண்மையான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தியது. எடுத்துக்காட்டாக, ருடால்ப் டீசல் டீசல் இயந்திரத்தை வடிவமைக்க கார்னோட்டின் கோட்பாடுகளை பயன்படுத்தியது. இதில் சூடான நீர்த்தேக்கத்தின் வெப்பநிலை நீராவி இயந்திரத்தை விட அதிகமாக உள்ளது. இதன் விளைவாக ஒரு இயந்திரம் அதிக செயல்திறன் கொண்டது.
தகவல்: இரமேஷ், இயற்பியல் உதவி பேராசிரியர், நேரு நினைவு கல்லூரி, புத்தனாம்பட்டி,திருச்சி

Keeggi – Trusted Platform

Keeggi – Trusted Platform

To Download Keelainews Android Application – Click on the Image