ConverterHub

Carnot Verimi Hesaplama

Bir ısı makinesinin Carnot verimini bulun.

Sonuç

62,50%

Nasıl hesaplanır?

Carnot verimi η = 1 − Tc / Th ile hesaplanır ve yüzde olarak gösterilir. Th sıcak kaynağın, Tc soğuk haznenin mutlak sıcaklığıdır; ikisi de kelvin cinsindendir. Bu, iki sıcaklık arasında çalışan her ısı makinesi için üst sınırdır; gerçek makineler bunun altında kalır.

Araç Tc değerinin sıfırdan büyük ve Th değerinin Tc'den büyük olmasını ister; eşit sıcaklıklar, daha sıcak soğuk taraf ya da sıfır veya negatif değer sonuç vermez. Girdiler sizin için çevrilmez: değerler zaten kelvin olmalıdır (K = °C + 273,15). Verim iki ondalıkla gösterilir. Formül yalnızca termodinamik tavanı verir; sürtünmeyi, ısı kayıplarını ve kullanılan pratik çevrimi hesaba katmaz.

Örnek hesaplama

Bir ısı makinesi ısıyı 800 K'de alıp 300 K'de atıyor. Sıcaklıkları bölün: 300 / 800 = 0,375. 1'den çıkarın: 1 − 0,375 = 0,625. Yüzde olarak mümkün olan en yüksek verim 62,50% olur. Bu sıcaklıklar arasındaki kusursuz bir makine bile aldığı ısının %37,5'ini harcar.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Celsius ya da Fahrenheit girmek. 800 °C ve 300 °C, 1.073,15 K ve 573,15 K eder; bu da %62,5 değil yaklaşık %46,6 verir.
  • Sıcak ile soğuğu ters girmek. Sıcak değer büyük olmalıdır, yoksa sonuç çıkmaz.
  • Rakamı gerçek makinenin vereceği verim sanmak. Bir otomobil motoru ya da santral Carnot sınırının yalnızca bir kısmına ulaşır.
  • Oda sıcaklığındaki soğuk taraf için 0 girmek. Sıfır kelvin mutlak sıfırdır; oda sıcaklığı yaklaşık 293 K'dir.
  • Verimi yalnızca soğuk tarafı soğutarak artırmayı kolay sanmak. Sınırı fark değil oran belirler; 600 K ile 300 K ve 1.200 K ile 600 K aynı %50,00'ı verir.

Bu hesaplama hakkında

η = 1 − Tc/Th ile ifade edilen Carnot verimi, sıcak rezervuarın mutlak sıcaklığı Th ile soğuk rezervuarın sıcaklığı Tc arasında (her ikisi de kelvin cinsinden) çalışan herhangi bir ısı makinesinin ulaşabileceği teorik maksimum verimi belirler. Sadi Carnot bu sınırı 1824'te izotermal ve adyabatik adımlardan oluşan idealize edilmiş tersinir bir çevrimden türetmiş ve çalışma akışkanı ya da mekanik tasarımı ne olursa olsun hiçbir gerçek makinenin, termodinamiğin ikinci yasasını ihlal etmeden bu sınırı aşamayacağını kanıtlamıştır.

Makine ve termal mühendisler, sürtünme, ısı sızıntısı ve tersinmez süreçler nedeniyle gerçek verimler her zaman daha düşük olduğundan, Carnot sınırını gerçek bir motorun, türbinin ya da soğutma çevriminin teorik en iyiye ne kadar yaklaştığını değerlendirmek için bir referans olarak kullanır. Santral tasarımcıları bunu daha yüksek verim için kazan sıcaklıklarını artırmayı gerekçelendirmek için uygular, fizik öğrencileri ise Rankine ya da Otto gibi gerçek çevrimleri incelemeden önce ikinci yasaya sezgi kazanmak için kullanır.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar (0)

  • İlk yorumu siz yazın.

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 (BMI)

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