Hőerőgépek és Carnot-hatásfok
Hőerőgépek és a Carnot-határ
Egy hőerőgép hőt vesz fel egy forró forrásból, egy részét hasznos munkává alakítja, a többi részét hulladékhőként egy hűvösebb helyre dobja ki. Egyetlen gép sem — legyen bármilyen jól megépítve — tudja az összes hőt munkává alakítani; egy részét mindig el kell dobni. A legjobb hatásfok, amit egy gép valaha elérhet, csak attól függ, milyen forró és milyen hideg a két tárolója.
η = 1 − T_c / T_h
- η — hatásfok (—): a hőenergia azon hányada, amelyet a gép hasznos munkává alakít
- T_c — hideg tároló hőmérséklete (K): a hideg hely hőmérséklete, ahová a hulladékhő kerül
- T_h — forró tároló hőmérséklete (K): a forró forrás hőmérséklete, amely a gépet hővel látja el
Egy erőmű forró tárolója, a gőz, 400 kelvinen van, a hideg tárolója, a folyóvíz, 300 kelvinen. Mekkora a legjobb lehetséges hatásfok egy köztük dolgozó gépnek?
- T_h = 400 K
- T_c = 300 K
- η = 1 − T_c / T_h
- η = 1 − 300 K / 400 K
η = 0.25 = 25%