Carnoteffektivitet

Carnoteffektivitet, ofta kallad Carnot-effektivitet, är den teoretiskt högsta möjliga effektiviteten hos en värmemotor som verkar mellan två värmereservoirer med temperaturerna Th och Tc. Effektiviteten betecknas vanligtvis η och definieras som arbetets mängd som produceras per tillförd värme: η_Carnot = 1 − Tc/Th, där Th är den absoluta temperaturen hos det varma resevoiret och Tc den absoluta temperaturen vid det kalla resevoiret (båda i Kelvin). Denna gräns är oberoende av arbetsmediumet eller konstruktionen och gäller endast för reversibla processer (ideala Carnot-cykler) där inga irreversibiliteter förekommer.

I praktiken kan ingen verklig värmemotor nå denna gräns förs på grund av irreversibiliteter som friktion, temperaturskillnader inom själva apparaten och andra förluster. När Th och Tc är nära varandra ökar gränsen långsamt, medan stora temperaturskillnader sänker den teoretiska effektiviteten betydligt. Denna gräns fungerar som en benchmark som beskriver vad som är möjligt under optimala omständigheter och hur nära verkliga motorer närmar sig den.

Carnoteffektiviteten är oberoende av detaljerna i arbetsmediet och används för att jämföra prestanda mellan olika motorer och cykler. För kylmaskiner och värmepumpar används en motsvarande teoretisk gräns för COP (coefficient of performance). För en Carnot-kylmaskin mellan Th och Tc är COP_Carnot = Tc/(Th − Tc).

Se även: Carnot-cykel; termodynamikens andra huvudsats.