Nicolas Léonard Sadi Carnot (Parigi, 1 giugno 1796 – Parigi, 24 agosto 1832) è stato un
fisico e ingegnere francese.
A lui si devono importantissimi contributi alla termodinamica teorica. Tra queste, la
teorizzazione di quella che sarà chiamata la macchina di Carnot, il ciclo di Carnot e il teorema di
Carnot, il cui enunciato afferma che qualsiasi macchina termodinamica che lavori tra due sorgenti
di calore a diversa temperatura, deve necessariamente avere un rendimento che non può superare
quello della macchina di Carnot.
La termodinamica è quella branca della fisica e della chimica (chimica fisica) che descrive le
trasformazioni subite da un sistema in seguito a processi che coinvolgono la trasformazione di
calore in lavoro e viceversa.
La termodinamica classica si basa sul concetto di sistema macroscopico, ovvero una porzione di
materia fisicamente o concettualmente separata dall'ambiente esterno, che spesso per comodità si
assume non perturbato dallo scambio di energia con il sistema. Lo stato di un sistema macroscopico
che si trova all'equilibrio è specificato da grandezze dette variabili termodinamiche o di stato come
la temperatura, la pressione, il volume, la composizione chimica.
Tuttavia esiste una branca della termodinamica, denominata termodinamica del non equilibrio che
studia i processi termodinamici caratterizzati dal mancato raggiungimento di condizioni di
equilibrio stabile.
Il calore è la manifestazione a livello macroscopico dello scambio di energia da un sistema fisico ad
un altro unicamente a causa di differenze di temperatura.
Questo tipo di energia, associata alla temperatura del corpo, viene detta energia termica, ed è
posseduta dal corpo, mentre il calore non è posseduto dal corpo, bensì è un'"energia in transito",
quindi è associato ad un sistema di almeno due corpi interagenti.
Secondo l'interpretazione corrente, la temperatura di un sistema, costituito da un grande numero di
soggetti (o particelle) costituenti, è in generale proporzionale all'energia media per soggetto: il
corrispondente flusso di energia tra due sistemi a diversa temperatura è allora attribuibile alle
innumerevoli interazioni (casuali e non controllabili) tra i soggetti costituenti i due sistemi. In
ciascuna di tali interazioni, che di solito avvengono a coppie, l'energia dei soggetti interagenti si
conserva complessivamente, ma si ripartisce in modo da aumentare nei soggetti meno energetici e
diminuire in quelli più energetici.
In fisica un ciclo termodinamico è una successione di processi termodinamici nella quale il sistema torna al
suo stato iniziale. Le proprietà dipendono solo dallo stato termodinamico e quindi non cambiano dopo un
ciclo. La prima legge della termodinamica impone che il calore entrante netto dall'ambiente al sistema sia
uguale al lavoro netto compiuto in ogni ciclo dal sistema sull'ambiente. La natura ciclica del processo
consente una modalità continua. Spesso i cicli termodinamici usano le trasformazioni quasistatiche per
descrivere le trasformazioni.
