A eficiência térmica de um ciclo de Carnot fornece uma estimativa de máxima a eficiência do motor e um desenho da planta de energia. "Ciências Térmicas-Fluid" por Stephen R. Liga afirma que para um ciclo de Carnot, "sua utilidade (é) no estabelecimento de limites de desempenho teórico para dispositivos reais ... tais como a usina de vapor em circuito fechado". A fricção e outros factores encontrados na realidade pode reduzir a eficiência térmica estimado a partir de um ciclo de Carnot.
Coisas que você precisa
- líquidas de calor ou temperatura mais alta no ciclo
- o calor Net ou temperatura mais baixa no ciclo
- Se o calor não é conhecido, a quantidade de trabalho dentro e fora do ciclo podem ser utilizados em vez disso.
método 1
Determine o calor e calor para fora se não já conhecido. Por exemplo, se o calor é em calorias, podemos usar calor de 150 em calorias e de calor para fora de 50 calorias.
Subtrair o calor pelo calor fora. Este é o fluxo de calor. O fluxo de calor no nosso exemplo é de 150 calorias, menos de 50 calorias, para um fluxo de calor de 100 calorias.
Dividir o fluxo de calor encontrada no passo 2 pelo calor. O resultado é a eficiência térmica do ciclo de Carnot. Para o nosso exemplo, ele será de 100 calorias divididos por 150 calorias para uma eficiência térmica de 0,666 ou 66,7%.
método 2
Determinar a trabalhar, que é o trabalho realizado pela bomba no ciclo de Carnot.
Determine o trabalho para fora, que é o trabalho realizado pela turbina. Isso muitas vezes ser medido em quilowatt-hora, Joules, calorias, BTUs ou libras-pé.
Subtrair o trabalho realizado pela bomba a partir do trabalho realizado pela turbina. Este é o net-trabalho fora do ciclo de Carnot.
Dividir o trabalho líquido para fora pelo calor. O resultado é a eficiência térmica do ciclo de Carnot.
método 3
Determinar a temperatura mais alta e a mais baixa temperatura do ciclo de Carnot. Por exemplo, numa turbina de vapor, a temperatura mais elevada é de 2000 graus Kelvin e a temperatura mais baixa de 300 Kelvin.
Subtrair a temperatura mais baixa da temperatura mais alta. Este é o fluxo de calor. No exemplo, este fluxo de calor será 2000 - 300 = 1700 Kelvin.
Dividir o fluxo de calor encontrados na etapa 2 do presente método através da temperatura mais elevada do ciclo de Carnot. O resultado é a eficiência térmica do ciclo de Carnot. Para o exemplo, será 1700 Kelvin dividido por 2000 Kelvin para uma eficiência térmica de 0,85 ou 85%.
método 4
Determine o calor colocar para fora eo calor introduzido no ciclo de Carnot. O calor pode ser medida em calorias, ou Joules British Thermal Units. Por exemplo, o calor em de 1.500 BTU e calor fora de 500 BTU.
Dividir o calor para fora pelo calor. Isto deve resultar numa proporção menor do que 1. Por exemplo, para 500 BTU dividido por 1500 BTU por um resultado de 0,333.
Subtrair a proporção encontrada no passo 2 do número 1. A percentagem restante é a eficiência térmica do ciclo de Carnot. Neste exemplo, 1-0,333 = 0,666 ou uma eficiência térmica de 66,6%.
método 5
Determinar as temperaturas mais altas e mais baixas encontradas no ciclo de Carnot. Por exemplo, use a mais alta temperatura de 1000 graus Celsius e menor temperatura de 200 graus Celsius.
Dividir a temperatura mais baixa por a temperatura mais alta. Por exemplo, 200 graus dividido por 1000 graus para um resultado de 0,200.
Subtrair a proporção encontrada no passo 2 do número 1. A percentagem restante é a eficiência térmica do ciclo de Carnot. Neste exemplo, a equação torna-se 1-0,20 = 0,80 ou 80% de eficiência térmica.
dicas & avisos
- "Engenharia Térmica de Sistemas de Energia" estados, "O ciclo de Carnot é hipotético, como não se pode construir um motor reversível." No entanto, ele fornece uma estimativa de linha de base para a eficiência de usinas de energia, motores e sistemas térmicos.
- De acordo com "Fundamentos de Engenharia Termodinâmica" por Michael Moran e Howard Shapiro, "Nenhum ciclo de alimentação pode ter uma eficiência térmica de 100%."
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