Теплові машини та межа Карно
Теплова машина бере тепло від гарячого джерела, перетворює частину його на корисну роботу та викидає решту як відпалену теплоту в холодніше місце. Жодна машина — якою б досконалою вона не була — не може перетворити все тепло на роботу; частину завжди доводиться викинути. Найкращий можливий ККД залежить лише від температур двох резервуарів.
η = 1 − T_c / T_h
- η — ККД (—): частка теплової енергії, яку машина перетворює на корисну роботу
- T_c — температура холодного резервуара (K): температура холодного місця, куди скидають відпалену теплоту
- T_h — температура гарячого резервуара (K): температура гарячого джерела, що постачає тепло машині
Гарячий резервуар електростанції, пара, має 400 кельвінів, а холодний, річкова вода, — 300 кельвінів. Який найкращий можливий ККД машини, що працює між ними?
- T_h = 400 K
- T_c = 300 K
- η = 1 − T_c / T_h
- η = 1 − 300 K / 400 K
η = 0.25 = 25%