萨迪·卡诺是第一个把热和动力联系起来的人，也是热力学的真正理论基础的建立者。他出色地、创造性地用“理想实验”的思维方法，提出了最简单但却有着重要理论意义的热机循环，并创造了一部理想的热机——卡诺热机。
19世纪初，蒸汽机在生产中起着越来越大的作用，但将热能转变为机械能的理论研究一直没有形成。工程师们如瓦特主要凭经验摸索并改进机器。第一次从理论上说明热机运行过程、建立热力原理的是法国工程师萨迪·卡诺。
1796年，卡诺出生于法国巴黎的一个名门世家。当时正值法国大革命之后和拿破仑夺取法国政权之前的动乱年月。卡诺的父亲拉扎尔·卡诺在法国大革命以及拿破仑时期是政界要人，也是当时著名的数学家和工程师。
1807年，父亲辞去职务，专门对卡诺和卡诺的弟弟伊波利特·卡诺进行教育。5年后，16岁的卡诺考入巴黎理工学院，在那里受教于盖—吕萨克、安培和阿拉果这样一批卓有成就的老师。他主要攻读了分析数学、分析力学、画法几何和化学。
1819年，卡诺考上了巴黎总参谋军团。该军团处于初创期，组织还十分松散，卡诺借此机会一边进行科学研究，一边在法兰西学院听一些新课程。这时他对工业经济产生了浓厚兴趣，走访了许多工厂，研究了政治经济学的最新理论。卡诺发现，热机效率低是当时工业的一个难题。这个问题引导他走上了热机理论研究的道路。
萨迪·卡诺
1824年6月，卡诺的弟弟协助卡诺完成了《关于火的动力》一书的写作。在这部著作中，卡诺提出了他的理想热机理论基础。由于当时所有的热机效率都非常低，大量的热能被白白浪费掉，当时的生产技术比较迫切需要解决的问题就是如何提高蒸汽机的热效率。
而根据卡诺的热机理论，“卡诺热机”是一切工作于相同高温热源和低温热源之间的热机中效率最高的热机，是一种理想热机——即由一个高温热源和低温热源组成，以理想循环工作的热机。他认为，所有的热机之所以能做功就是因为热由高温流向了低温热源。他证明了理想热机的热效率将是所有热机中热效率最高的，以及理想热机的热效率与高低温热源之差成正比，而与循环过程之中的温度变化无关。
但值得注意的是，卡诺在这部著作中借用了“热质”的概念。在卡诺看来，“热质”正如水从高水位流下推动水轮机一样，它从高温热源流出以推动活塞，然后进入低温热源。由于信奉热质守恒原理，卡诺相信热机工作过程中热量并没有损失，这其实是错误的。
后来，卡诺意识到将热机与水车类比是不确切的。从1830年起，卡诺实际上已经放弃了热质说而转向热之唯动说，并且得出了能量守恒原理。另一方面，他又深入研究伦福德伯爵和戴维的摩擦生热的实验，并计划用实验来揭示在液体或气体中的摩擦热效应的定量关系，他计算出热功当量为3.7焦耳/卡。
不幸的是，卡诺36岁时染上了霍乱去世了，他的手稿和笔记幸亏他的弟弟才保留了一小部分，直到1878年由他的弟弟整理并发表。
在卡诺去世两年后，他早年的工作一直没有引起的人们的注意。1834年，法国另一位工程师克拉珀龙发表了题为《论热的动力》的论文，学术界才开始关注卡诺关于热力学的重要成就。
学海拾贝
卡诺的理论不仅是热机的理论，它还涉及到热量和功的转化问题，因此也就涉及到热功当量、热力学第一定律及能量守恒与转化的问题。英国著名物理学家麦克斯韦曾评价卡诺的理论是“一门具有可靠的基础、清楚的概念和明确的边界的科学”。
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