Калькулятор ККД циклу Карно

Граничний ККД теплової машини за двома температурами.

Вхідні дані

Калькулятор ККД циклу Карно

2 поля

Два резервуари сталої температури й оборотна межа. Фактичний ККД, потужність та втрати установки не розраховуються.

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.

Категорія
Фізика
FAQ
4 питань
Актуальність
на основі формули

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.