Hvad er den maksimale effektivitet mulig i en energikonverteringsproces, der begrænses af anden lov om termodynamik?

Carnot -effektiviteten er defineret som:

η_carnot =1 - (t_c / t_h)

Hvor:

* η_carnot er Carnot -effektiviteten

* t_c er den absolutte temperatur på det kolde reservoir (i Kelvin)

* t_h er den absolutte temperatur på det varme reservoir (i Kelvin)

Nøglepunkter:

* Ingen reel motor kan opnå 100% effektivitet. Carnot -effektiviteten repræsenterer en øvre grænse, og reelle motorer kommer altid til kort på grund af faktorer som friktion og varmetab.

* Carnot -effektiviteten er højere, når temperaturforskellen mellem de varme og kolde reservoirer er større. Dette betyder, at motorer, der opererer med en stor temperaturforskel, potentielt kan opnå større effektivitet.

* Carnot -effektiviteten gælder for alle reversible termodynamiske cyklusser. Dette inkluderer processer som Carnot -cyklus, som er en teoretisk cyklus, der bruges som benchmark for effektivitet.

Eksempel:

Hvis en varmemotor fungerer mellem et varmt reservoir ved 500 K og et koldt reservoir ved 300 K, er Carnot -effektiviteten:

η_carnot =1 - (300 K / 500 K) =0,4 eller 40%

Dette betyder, at motoren teoretisk kan konvertere højst 40% af varmeenergien fra det varme reservoir til nyttigt arbejde.

Sammenfattende sætter Carnot -effektiviteten den øvre grænse for effektiviteten af ​​enhver energikonverteringsproces, og reelle motorer mangler altid denne grænse.