ConverterHub

Isı Makinesi Verimi Hesaplama

Bir ısı makinesinin Carnot verimini bulun.

Sonuç

60,79%

Nasıl hesaplanır?

Araç Carnot verimini hesaplar: η = (1 − Ts / Tı) × 100. Sıcak ve soğuk kaynak sıcaklıklarını santigrat derece olarak girersiniz; oran yalnızca mutlak ölçekte geçerli olduğundan araç önce T(K) = T(°C) + 273,15 ile kelvine çevirir. Tı sıcak taraf, Ts soğuk taraf sıcaklığıdır; sonuç iki ondalığa yuvarlanmış bir yüzdedir.

Sıcak sıcaklık soğuktan yüksek değilse ya da bir sıcaklık mutlak sıfırın (−273,15 °C) altındaysa sonuç çıkmaz. Bulunan değer termodinamiğin koyduğu üst sınırdır; gerçek bir motorun verimi her zaman bunun altında kalır.

Örnek hesaplama

Bir buhar santralinin kazanı 500 °C, yoğuşturucusu 30 °C olsun. Kelvin olarak: Tı = 500 + 273,15 = 773,15 ve Ts = 30 + 273,15 = 303,15. Oran 303,15 / 773,15 = 0,3921. Sonra 1 − 0,3921 = 0,6079. En yüksek verim 60,79% olur; bu iki sıcaklık arasında çalışan hiçbir makine bunu aşamaz.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Oranı elle hesaplarken santigrat değerleri doğrudan kullanmak (30 / 500); formül kelvin ister. Araç 273,15'i kendisi eklediği için santigrat alanlarına kelvin değeri yazmayın.
  • Sıcak ve soğuk sıcaklıkları ters girmek; sıcak taraf daha yüksek olmak zorunda olduğundan araç sonuç vermez.
  • Sonucu gerçek bir santralin ya da motorun ulaşacağı verim sanmak; sürtünme, ısı kaybı ve yanma sınırları gerçek değeri Carnot değerinin çok altına çeker.
  • İçten yanmalı motorda alev ya da gaz sıcaklığını sıcak kaynak olarak girmek; çalışma akışkanı ortalamada çok daha düşük bir sıcaklık görür.
  • Bu aracı buzdolabı ya da ısı pompası için kullanmak; onların başarımı bu verimle değil performans katsayısıyla ifade edilir.

Bu hesaplama hakkında

Carnot verim formülü η = 1 − Tc/Th (sıcaklıklar Kelvin cinsinden), Th sıcaklığındaki sıcak bir kaynak ile Tc sıcaklığındaki soğuk bir kaynak arasında çalışan herhangi bir ısı makinesinin ulaşabileceği teorik maksimum verimi verir. Bu sınır doğrudan termodinamiğin ikinci yasasından gelir — ne kadar iyi tasarlanmış olursa olsun hiçbir gerçek makine bunu aşamaz, ve her gerçek makine sürtünme, ısı kaybı ve diğer geri döndürülemezlikler nedeniyle bunun daha da altında kalır.

Makine ve termal mühendisler, bu üst sınırı gerçek güç santrallerini, içten yanmalı motorları ve (aynı ilişkiyi tersten uygulayan) soğutma çevrimlerini, çalışma sıcaklıkları için fiziksel olarak mümkün olan en iyi performansla karşılaştırmak için kullanır. Fizik öğrencileri bu formülle, sürekli hareket makinelerinin veya %100 verimli motorların neden imkansız olduğunun kanonik örneği olarak karşılaşır.

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