Калькулятор ККД циклу Карно
Граничний ККД теплової машини за двома температурами.
Заповніть поля, і результат автоматично зʼявиться тут.
Це верхня межа ККД теплового двигуна між двома резервуарами зі сталими температурами, а не прогноз для конкретної машини. Вводьте кельвіни: гаряча сторона строго тепліша, обидві температури вищі за 0 К. Рядки для 1000 Дж показують розподіл підведеного тепла між роботою та відведенням в оборотній межі.
Як працює
Формула і логіка
ККД рахується як η = 1 − T_холодна / T_гаряча, температури обов’язково в кельвінах. Формула не залежить ні від робочого тіла, ні від конструкції: це верхня межа для будь-якої теплової машини між цими двома температурами.
Приклад
За 800 К і 300 К оборотна межа дорівнює 62,5%. Із 1000 Дж підведеного тепла це 625 Дж роботи та 375 Дж відведеного тепла.
Поля й одиниці
- Температура нагрівника — К
- Температура холодильника — К
Як користуватися
- — Обидві температури вводяться в кельвінах: до градусів Цельсія додайте 273,15.
- — Холодильник — це те, куди скидається тепло: зазвичай довкілля, близько 300 К.
- — Нагрівник має бути теплішим за холодильник, інакше цикл не працює.
- — Однакові температури й 0 К відхиляються в цьому режимі теплового двигуна. Спочатку переведіть Цельсій: T=t+273,15.
Методика та обмеження
- Методика розрахунку
- Формула і логіка
- Джерело даних або норми
- OpenStax: оборотна межа Карно
- Обмеження
- Два резервуари сталої температури й оборотна межа. Фактичний ККД, потужність та втрати установки не розраховуються.
FAQ
Чому реальні двигуни не досягають межі Карно?
Бо цикл Карно потребує нескінченно повільних оборотних процесів без тертя й без перепаду температур під час теплообміну. Будь-яка реальна швидкість і будь-яке тертя знижують ККД.
Чому температури обов’язково в кельвінах?
Бо у формулі стоїть їхнє відношення, а воно має сенс лише для абсолютної шкали. Підстановка градусів Цельсія дала б безглузді значення, а за нуля — ділення на нуль.
Як підняти ККД теплової машини?
За незмінної холодної сторони підвищуйте гарячу температуру; за незмінної гарячої — знижуйте холодну. Межу визначає Tc/Th. Матеріали, охолодження та схема двигуна обмежують обидва шляхи; універсальної частки від ККД Карно для ДВЗ чи турбін немає.
Чи може ККД дорівнювати одиниці?
Лише за температури холодильника в абсолютному нулі, що недосяжно. Це формулювання другого начала термодинаміки: повністю перетворити тепло на роботу неможливо.