Termodynamická účinnost

Termodynamická účinnost nebo termická účinnost nebo tepelná účinnost je bezrozměrné číslo, které vyjadřuje, jak efektivně teoretický tepelný stroj pracující s uzavřeným tepelným cyklem přeměňuje přivedenou tepelnou energii na práci.

Schematický popis tepelného stroje.

Tepelná účinnost se označuje symbolem η_t, pokud ji třeba odlišit od jiných účinností, nebo prostě η, při teoretických termodynamických výpočtech. Doplněk (výraz 1 − η_t) popisuje tepelné ztráty.

Protože při uzavřeném cyklu nedochází ke změně vnitřní energie soustavy, na základě prvního termodynamického zákona platí rovnice:

Q_p − Q_o − W_p + W_k = 0 , kde:

• Q_p : teplo přivedené do cyklu
• Q_o : teplo odvedené z cyklu
• W_p : práce vykonaná cyklem
• W_k : práce spotřebovaná cyklem

Termodynamickou účinnost tak můžeme vyjádřit jako poměr získané práce k množství přivedeného tepla: η = ${\frac {W}{Q_{p}}}$ nebo jinak:

η = ${\frac {W_{p}-W_{k}}{Q_{p}}}$ = ${\frac {Q_{p}-Q_{o}}{Q_{p}}}$ = 1 − ${\frac {Q_{o}}{Q_{p}}}$

Termodynamická účinnost je vždy menší než 1, dokonce je vždy menší než účinnost Carnotova cyklu.

Účinnost Carnotova cyklu

Carnotův cyklus je nejúčinnější možný tepelný cyklus pracující mezi dvěma tepelnými zásobníky s teplotami T_p a T_o. Tento speciální cyklus je tvořen adiabatickou kompresí a expanzí a izotermickým přívodem a odvodem tepla.

η_k = 1 − ${\frac {T_{o}}{T_{p}}}$

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Termodynamická účinnosť na slovenské Wikipedii.