HesapHanem

Carnot Verimi Hesaplama

İki sıcaklık arasındaki teorik maksimum verimi bulun.

Nasıl hesaplanır?

Carnot verimi, sıcak ve soğuk bir kaynak arasında çalışan herhangi bir ısı motoru için teorik üst sınırdır: η = 1 − Ts ÷ Th (Th sıcak, Ts soğuk kaynak). Sıcaklıklar mutlak olmak zorundadır; bu yüzden araç girdiğiniz sıcak ve soğuk değerleri °C olarak alır ve kelvine çevirmek için 273,15 ekler. Sıcak sıcaklık soğuktan yüksek olmalı, ikisi de mutlak sıfırın üzerinde olmalıdır. Verim yüzde olarak gösterilir. Araç ayrıca aynı sıcaklıklar arasındaki ideal bir soğutucu için geçerli olan Carnot soğutma etkinlik katsayısını da verir: Ts ÷ (Th − Ts). Gerçek motorlar sürtünme, ısı kayıpları ve tersinmezlik nedeniyle her zaman Carnot değerinin altında kalır.

Örnek hesaplama

Isı kaynağı 500 °C, ortam 25 °C olsun. Kelvine çevirin: Th = 773,15 K, Ts = 298,15 K. Oran: 298,15 ÷ 773,15 = 0,3856. Verim: 1 − 0,3856 = 0,6144; araç bunu %61,44 olarak gösterir. Bu iki sıcaklık arasında hiçbir motor ısının yaklaşık yüzde 61'inden fazlasını işe çeviremez. Soğutma etkinlik katsayısı 298,15 ÷ 475 = 0,63'tür.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Oranda kelvin yerine °C kullanmak. (1 − 25 ÷ 500) yüzde 95 verir ve çok yanlıştır; oran mutlak sıcaklıklarla alınmalıdır.
  • Sıcaklıkları °F veya K olarak girmek. Alanlar °C bekler; K değerleri 273 kayar.
  • Sıcak ile soğuğu karıştırmak. Sıcak değer soğuktan yüksek değilse sonuç gösterilmez.
  • Gerçek bir motorun bu değere ulaşmasını beklemek. Bu, ideal tersinir motor için üst sınırdır; gerçek motorlar bunun bir bölümüne ulaşır.
  • Soğutma etkinlik katsayısını ısı motoru için kullanmak. Bu değer soğutuculara aittir ve sıcaklık farkı küçükken 1'in üzerine çıkabilir.

Bu hesaplama hakkında

Bu hesaplayıcı, bir ısı motorunun teorik Carnot verimini bulur: η = 1 − Tc/Th, burada Tc ve Th soğuk ve sıcak kaynakların mutlak (Kelvin) sıcaklıklarıdır. Bu, termodinamiğin ikinci yasasının belirlediği üzere, bu iki sıcaklık arasında herhangi bir ısı motorunun ulaşabileceği maksimum verimdir — hiçbir gerçek motor bunu aşamaz.

Makine ve termal mühendisler, güç santralleri, motorlar veya soğutma çevrimleri tasarlarken bunu bir referans noktası olarak kullanır; gerçek bir makinenin verimini bu teorik tavanla karşılaştırarak ne kadar iyileştirme payı kaldığını görür. Fizik öğrencileri de ikinci yasayı sezgisel olarak kavramak için bunu kullanır.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar (1)

  • Editör ekibi

    Gösterilen soğutma değeri ideal bir buzdolabı içindir. Aynı iki sıcaklık arasındaki ideal bir ısı pompası için ısıtma katsayısı bu değerin bir fazlasıdır: 500 ve 25 derecelik örnekte 0,63 yerine yaklaşık 1,63 olur. Gerçek makineler her iki sayının da epey altında kalır, bu yüzden bir ürün kataloğunu değerlendirirken bunları üst sınır olarak kullanın. Güç çevrimi mi, buzdolabı mı, ısı pompası mı inceliyorsunuz? Bir sonraki adımda hangi çıktıyı görmek isterdiniz?

Popüler hesaplayıcılar

Kredi Hesaplama

Aylık taksit, toplam faiz ve ödeme planını hesaplayın.

Yüzde Hesaplama

Yüzde değişim, indirim ve oran hesaplamaları.

İndirim Hesaplama

İndirimli fiyatı, kazancı ve indirim tutarını hesaplayın.

Vücut Kitle Endeksi (VKİ)

Boy ve kiloya göre vücut kitle endeksini hesaplayın.

Yaş Hesaplama

Doğum tarihinden bugüne tam yıl, ay ve gün cinsinden yaşınızı hesaplayın.

Bileşik Faiz Hesaplama

Ana para, faiz oranı ve süreye göre bileşik faizle nihai tutarı hesaplayın.

Tüm Hesaplayıcılar