ऊष्मा इंजन और कार्नो दक्षता
ऊष्मा इंजन और कार्नो सीमा
एक ऊष्मा इंजन एक गर्म स्रोत से ऊष्मा लेता है, उसके एक हिस्से को उपयोगी कार्य में बदलता है, और बाकी को अपशिष्ट ऊष्मा के रूप में किसी ठंडी जगह में फेंक देता है। कोई भी इंजन — चाहे कितना भी अच्छा बना हो — उस सारी ऊष्मा को कार्य में नहीं बदल सकता; कुछ हमेशा फेंकना पड़ता है। किसी इंजन की सर्वश्रेष्ठ संभव दक्षता केवल इस पर निर्भर करती है कि उसके दो जलाशय कितने गर्म और कितने ठंडे हैं।
η = 1 − T_c / T_h
- η — दक्षता (—): इंजन ऊष्मा ऊर्जा के जितने हिस्से को उपयोगी कार्य में बदलता है
- T_c — ठंडे जलाशय का तापमान (K): उस ठंडी जगह का तापमान जहाँ अपशिष्ट ऊष्मा फेंकी जाती है
- T_h — गर्म जलाशय का तापमान (K): उस गर्म स्रोत का तापमान जो इंजन को ऊष्मा देता है
किसी बिजलीघर का गर्म जलाशय, भाप, 400 केल्विन पर है, और उसका ठंडा जलाशय, नदी का पानी, 300 केल्विन पर है। उनके बीच काम करने वाले इंजन की सर्वश्रेष्ठ संभव दक्षता क्या है?
- T_h = 400 K
- T_c = 300 K
- η = 1 − T_c / T_h
- η = 1 − 300 K / 400 K
η = 0.25 = 25%