Carnot-Prozess

Der Carnot-Kreisprozess oder -Zyklus ist ein Gedankenexperiment über eine Wärmekraftmaschine, in der mithilfe von Wärme mechanische Arbeit oder umgekehrt erzeugt wird. Er wurde 1824 von Nicolas Léonard Sadi Carnot^[1] formuliert und wurde zum Grundstein der sich in der Folge entwickelnden Thermodynamik. Der Carnot-Prozess findet in einem Raum statt, dessen Volumen mittels eines Hubkolbens über einen Kolben verändert wird, und der Wärme- und Kältereservoirs ausgesetzt, ansonsten aber thermisch isoliert ist. Carnot intendierte diesen rein theoretischen Zyklus nicht nur als Beschreibung maschineller Prozesse, sondern übertrug mit ihm das Prinzip der Kausalität auf Phänomene, die mit Wärme im Zusammenhang stehen: Da der Kreisprozess umkehrbar ist, lässt sich jedes Stadium als alleiniger Effekt der anderen darstellen.

Damit bot der Carnot-Zyklus eine wichtige Neuerung in einer Zeit, in der die Umwandlung von Wärme und mechanischer Arbeit in einander, wie sie in den aufkommenden Dampfmaschinen stattfand, weder gemessen noch theoretisch dargestellt werden konnte. Mit seiner Hilfe konnten erstmals Phänomene, die mit Wärme in Verbindung standen, in die etablierte Theoriesprache der Mechanik übersetzt werden. Im Laufe des 19. Jahrhunderts wurde der Carnot-Zyklus zu einem Dreh- und Angelpunkt der akademischen Auseinandersetzung um Wärme. Mit seiner Reformulierung durch William Thomson und Rudolf Clausius bildete er die Grundlagen für das Verständnis der Energieerhaltung und der Entropie.

1. ↑ Carnot, Sadi (1824). Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance (in French). Paris: Bachelier.