Motores Térmicos & Eficiência de Carnot
Motores Térmicos & o Limite de Carnot
Um motor térmico recebe calor de uma fonte quente, transforma parte dele em trabalho útil e despeja o resto como calor residual em um lugar mais frio. Nenhum motor — não importa o quão bem construído — pode converter todo esse calor em trabalho; algum sempre tem que ser jogado fora. A melhor eficiência possível que um motor poderia atingir depende apenas de quão quentes e quão frios seus dois reservatórios são.
η = 1 − T_c / T_h
- η — eficiência (—): a fração da energia térmica que o motor converte em trabalho útil
- T_c — temperatura do reservatório frio (K): a temperatura do lugar frio onde o calor residual é despejado
- T_h — temperatura do reservatório quente (K): a temperatura da fonte quente que fornece calor ao motor
O reservatório quente de uma usina, vapor, está a 400 kelvin, e seu reservatório frio, água do rio, está a 300 kelvin. Qual é a melhor eficiência possível para um motor trabalhando entre eles?
- T_h = 400 K
- T_c = 300 K
- η = 1 − T_c / T_h
- η = 1 − 300 K / 400 K
η = 0.25 = 25%