Heat Engines at Carnot Efficiency
Heat Engines at Carnot Limit
Ang heat engine ay kumukuha ng heat mula sa mainit na source, ginagawang kapaki-pakinabang na work ang bahagi nito, at itinatapon ang natitira bilang waste heat sa mas malamig na lugar. Walang engine — gaano man kagaling ito ginawa — ang kayang gawing work ang lahat ng heat na iyon; laging may itinatapon. Ang pinakamainam na efficiency na kaya mong abotin ng engine ay nakadepende lang kung gaano ka-mainit at gaano ka-lamig ang dalawang reservoir nito.
η = 1 − T_c / T_h
- η — dakutilan (—): ang bahagi ng heat energy na ginagawang kapaki-pakinabang na work ng engine
- T_c — temperatura ng cold reservoir (K): ang temperatura ng malamig na lugar kung saan itinatapon ang waste heat
- T_h — temperatura ng hot reservoir (K): ang temperatura ng mainit na source na nagbibigay ng heat sa engine
Ang hot reservoir ng power plant, ang singaw, ay nasa 400 kelvin, at ang cold reservoir nito, ang tubig sa ilog, ay nasa 300 kelvin. Ano ang pinakamainam na efficiency para sa engine na gumagana sa pagitan nila?
- T_h = 400 K
- T_c = 300 K
- η = 1 − T_c / T_h
- η = 1 − 300 K / 400 K
η = 0.25 = 25%