Inill Teasa agus Éifeachtúlacht Carnot
Inill Teasa agus Teorainn Carnot
Glacann inneall teasa isteach teas ó fhoinse theo, déanann cuid de ina obair úsáideach, agus caitear an chuid eile amach mar theas caillte in áit níos fuaire. Ní féidir le haon inneall — cé chomh maith is atá sé tógtha — an teas sin ar fad a thiontú ina obair; caithfear cuid de a chaitheamh amach i gcónaí. Ní braitheann an éifeachtúlacht is fearr is féidir le hinneall sroicheadh riamh ach ar theochtaí a dhá stór — cé chomh te agus cé chomh fuar atá siad.
An fhoirmle
η = 1 − T_c / T_h
- η — éifeachtúlacht (—): an codán den fhuinneamh teasa a athraíonn an t-inneall ina obair úsáideach
- T_c — teocht an stóra fhuair (K): teocht na háite fuaire a gcaitear an teas caillte inti
- T_h — teocht an stóra théith (K): teocht na foinse teo a sholáthraíonn teas don inneall
Sampla oibreáilte
Tá stór teo stáisiúin chumhachta — gaile — ag 400 cheilvin, agus a stór fuar — uisce abhann — ag 300 cheilvin. Cad é an éifeachtúlacht is fearr is féidir d’inneall ag obair eatarthu?
- T_h = 400 K
- T_c = 300 K
- η = 1 − T_c / T_h
- η = 1 − 300 K / 400 K
η = 0.25 = 25%
Cuir tástáil ort féin
Ritheann inneall teasa idir stór teo ag 800 cheilvin agus stór fuar ag 200 cheilvin. Cad é a héifeachtúlacht uasta is féidir?
- 25%
- Freagra ceart: 75%
- 50%
Ceart! η = 1 − 200 K / 800 K = 1 − 0.25 = 75%.
Cén athrú a ardódh éifeachtúlacht uasta inneall teasa?
- Teocht an stóra fhuair a ardú
- Teocht an stóra théith a ísliú
- Freagra ceart: Teocht an stóra fhuair a ísliú
Sea! Cuireann stór fuar níos fuaire T_c / T_h níos lú, mar sin a haon lúide an cóimheas sin — an éifeachtúlacht — ag fás níos mó.
Cén áit a bhfeiceann tú é seo
Tá stáisiúin chumhachta fíora tógtha timpeall na teorann seo: ritheann gaile ó chócaire ag na céadta ceilvin sna tuirbíní, agus caithfear an teas fágtha a chaitheamh isteach in abhainn, i loch, nó sna túir fhuaraithe móra — is cuid chomh tábhachtach den stáisiún an stór fuar céanna is atá an sorn. Idir gaile ag 400 K agus uisce abhann ag 300 K, ní fhéadfadh aon inneall a tógadh riamh 25% a shárú.
Botúin choitianta
Is é an miotas leanúnach ná gur féidir le hinnealtóir cliste go leor teas a thiontú go hiomlán ina obair — níl baint ag teorainn Carnot ach le teochtaí an dá stór, ní le ceird an déantóra. Is é gaol na hailgéabra ná stadadh ag an gcóimheas: ciallaíonn η = 1 − T_c / T_h go dtugann 800 K teo agus 200 K fuar 1 − 0.25 = 75%, ní 25%. Agus is i gceilvin atá na teochta, mar i gcónaí sa teirmidinimic.
Conas a nascann sé
Is anseo a thagann meicnic agus teirmidinimic le chéile: is é leabhar cuntais an tsluagh-inneall ná caomhnú fuinnimh — teas isteach is ionann obair amach móide teas caite — agus is é sin an fáth gurb é réamhriocht an cheachta seo caomhnú fuinnimh féin. Is é dochroicht 100% an dara dlí ag fógairt é féin go luath: is í cáin na heantróipe an teas caillte, déanta beacht sa chéad cheacht eile.