Hvilken temperatur kræves for at overføre affaldsvarme Miljøet for en motor være 100 procent effektiv?

Carnot -effektivitetsgrænsen

Carnot -cyklussen er en teoretisk termodynamisk cyklus, der definerer den maksimale mulige effektivitet for enhver varmemotor. Denne effektivitet afhænger af temperaturforskellen mellem det varme reservoir (motoren) og det kolde reservoir (miljøet).

Formlen:

* effektivitet (η) =1 - (T_C / T_H)

Hvor:

* η =effektivitet

* T_C =temperatur på det kolde reservoir (miljø) i Kelvin

* T_H =temperatur på det varme reservoir (motor) i Kelvin

For at opnå 100% effektivitet (η =1) skal følgende være sandt:

* t_c =0 kelvin

Hvad betyder det:

* absolut nul: 0 Kelvin (-273.15 grader celsius) er det absolutte nulpunkt, hvor al molekylær bevægelse teoretisk stopper.

* umulig: At nå absolut nul er fysisk umulig. Der vil altid være en vis resterende varmeenergi.

Bundlinjen:

Ingen reel motor kan være 100% effektiv. Selv hvis vi magisk kunne afkøle miljøet ned til absolut nul, er der andre begrænsninger, såsom friktion og andre tab, der forhindrer perfekt effektivitet.

Praktiske implikationer:

* Højere temperaturer: Jo højere temperaturforskel mellem motoren og miljøet, jo mere effektiv kan motoren være. Dette er grunden til, at forskning i materialer med høj temperatur til motorer pågår.

* affaldsvarmegendannelse: Selvom vi ikke kan eliminere affaldsvarme helt, kan vi bruge den til andre formål. Dette er kendt som affaldsvarmegendannelse og bliver stadig vigtigere i brancher som kraftproduktion og fremstilling.