Här är varför:
* Den andra lagen om termodynamik: Denna lag säger att värme inte kan spontant flyta från en kallare kropp till en varmare kropp. I en värmemotor absorberar arbetsvätskan värmen från en varm behållare och omvandlar en del av den till arbete. Vissa värme måste emellertid alltid avvisas till en kallare reservoar (vanligtvis miljön) för att upprätthålla cykeln.
* entropi: Den andra lagen innebär också att entropin av ett isolerat system alltid ökar med tiden. Entropi är ett mått på störning eller slumpmässighet. I en värmemotor är viss energi oundvikligen förlorad för omgivningen som oanvändbar värme, vilket ökar miljöns entropi.
carnot -effektivitet:
Den maximala teoretiska effektiviteten för en värmemotor ges av karnoteffektiviteten, som bestäms av temperaturen för de heta och kalla behållarna:
`` `
Carnot -effektivitet =1 - (tc / th)
`` `
där:
* TC är temperaturen på den kalla behållaren i Kelvin
* Th är temperaturen på den heta behållaren i Kelvin
Som ni ser är karnoteffektiviteten alltid mindre än 1 (eller 100%) eftersom temperaturen på den kalla behållaren alltid är lägre än temperaturen på den heta behållaren.
Praktiska konsekvenser:
Verkliga värmemotorer har effektivitet som är mycket lägre än karnoteffektiviteten på grund av faktorer som friktion, värmeförluster genom ledning och konvektion och den ofullkomliga driften av komponenter.
Slutsats:
Även om vi kan förbättra effektiviteten hos värmemotorer genom bättre design och material, är det omöjligt att uppnå 100% effektivitet på grund av de grundläggande principerna för termodynamik.
