Termodynamická účinnost

Šablona:Neověřeno 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.

Tepelná účinnost se označuje symbolem ${\eta }_t$, pokud ji třeba odlišit od jiných účinností, nebo prostě $\eta$, při teoretických termodynamických výpočtech. Doplněk $1-{\eta }_t$ 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:

• $Q_p$ je teplo přivedené do cyklu,
• $Q_o$ je teplo odvedené z cyklu,
• $W_p$ je práce vykonaná cyklem,
• $W_k$ je práce spotřebovaná cyklem.

Termodynamickou účinnost tak můžeme vyjádřit jako poměr získané práce k množství přivedeného tepla:

$\eta =\frac{W}{Q_p}=\frac{W_p-W_k}{Q_p}=\frac{Q_p-Q_o}{Q_p}=1-\frac{Q_o}{Q_p}$

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.

${\eta }_k=1-\frac{T_o}{T_p}$