Termodynamická účinnost

Technology

12 hours ago

Author

Schematický popis tepelného stroje. Termodynamická účinnost nebo termická účinnost nebo tepelná účinnost je bezrozměrné číslo, které vyjadřuje, jak efektivně teoretický tepelný stroj pracující s uzavřeným tepelným cyklem přeměňuje přivedenou tepelnou energii na práci.

Tepelná účinnost se označuje symbolem ηt, pokud ji třeba odlišit od jiných účinností, nebo prostě η, při teoretických termodynamických výpočtech. Doplněk (výraz 1 − ηt) popisuje tepelné ztráty.

Protože při uzavřeném cyklu nedochází ke změně vnitřní energie soustavy, na základě prvního termodynamického zákona platí rovnice:

Qp − Qo − Wp + Wk = 0 , kde:

* Qp : teplo přivedené do cyklu * Qo : teplo odvedené z cyklu * Wp : práce vykonaná cyklem * Wk : práce spotřebovaná cyklem Termodynamickou účinnost tak můžeme vyjádřit jako poměr získané práce k množství přivedeného tepla: η = \frac{W}{Q_p} nebo jinak:

η = \frac{W_p - W_k}{Q_p} = \frac{Q_p - Q_o}{Q_p} = 1 − \frac{Q_o}{Q_p}

Termodynamická účinnost je vždy menší než 1, dokonce je vždy menší než účinnost Carnotova cyklu.

Účinnost Carnotova cyklu

Carnotův cyklus je nejúčinnější možný tepelný cyklus pracující mezi dvěma tepelnými zásobníky s teplotami Tp a To. Tento speciální cyklus je tvořen adiabatickou kompresí a expanzí a izotermickým přívodem a odvodem tepla.

ηk = 1 − \frac{T_o}{T_p}