Carnot -effektivitetsgränsen
Carnot -cykeln är en teoretisk termodynamisk cykel som definierar maximal möjlig effektivitet för alla värmemotor. Denna effektivitet beror på temperaturskillnaden mellan den heta behållaren (motorn) och den kalla behållaren (miljön).
Formeln:
* Effektivitet (η) =1 - (T_C / T_H)
Där:
* η =effektivitet
* T_C =Temperaturen på den kalla reservoaren (miljön) i Kelvin
* T_H =HOT -reservoarens temperatur (motor) i Kelvin
För att uppnå 100% effektivitet (η =1) måste följande vara sant:
* t_c =0 kelvin
Vad detta betyder:
* Absolut noll: 0 Kelvin (-273,15 grader Celsius) är den absoluta nollpunkten, där all molekylrörelse teoretiskt stoppar.
* omöjligt: Att nå absolut noll är fysiskt omöjligt. Det kommer alltid att finnas en del resterande värmeenergi.
Den nedre raden:
Ingen riktig motor kan vara 100% effektiv. Även om vi magiskt kunde kyla miljön ner till absolut noll, finns det andra begränsningar, såsom friktion och andra förluster, som förhindrar perfekt effektivitet.
Praktiska konsekvenser:
* Högre temperaturer: Ju högre temperaturskillnaden mellan motorn och miljön, desto effektivare kan motorn vara. Det är därför forskning om högtemperaturmaterial för motorer pågår.
* Återvinning av avfallsvärme: Även om vi inte kan eliminera avfallsvärme helt, kan vi använda det för andra ändamål. Detta kallas återhämtning av spillvärme och blir allt viktigare inom branscher som kraftproduktion och tillverkning.
