Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

Carnot-Wirkungsgrad



Der Carnot-Wirkungsgrad, auch Carnot-Faktor genannt, ist der höchste, theoretisch mögliche Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische oder elektrische Energie. Angelehnt ist er an den vom französischen Physiker Nicolas Léonard Sadi Carnot erdachten, und nach ihm benannten, Carnot-Prozess, ein idealer Kreisprozess, der genau diesen Wirkungsgrad hat.

Theoretische Grundlage

Weiteres empfehlenswertes Fachwissen

Der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine wird durch den Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik begrenzt. Dort, wo der Prozess die Wärme auf hohem Temperaturniveau entnimmt, tritt zwangsweise eine Abnahme der Entropie ein, bei der Abgabe auf niedrigem Temperaturniveau steigt sie. Da die Entropie bei freiwillig ablaufenden Prozessen nicht abnimmt, ist damit der Anteil der Wärmeenergie vorgegeben, der nicht in Arbeit umgewandelt werden kann, sondern als Wärme auf niedrigerem Temperaturniveau abgegeben werden muss.

Berechnung

Der Wirkungsgrad η berechnet sich aus dem Verhältnis der höchsten (\ T_h) und der niedrigsten (\ T_n) Temperatur des Prozesses nach der Formel:

\eta_c=1-\frac{T_n}{T_h} mit \ T_i = absolute Temperaturen in K

Der Carnot-Wirkungsgrad ist umso höher, je größer das Temperaturgefälle zwischen \ T_h und \ T_n UND je kleiner die untere Temperatur \ T_n ist.

Tatsächlich wird dieser Wirkungsgrad in der Praxis jedoch nie erreicht und liegt, je nach Kreisprozess, bei einem Drittel bis etwa zwei Drittel des Carnot-Wirkungsgrades.

Beispiel

Der Carnot-Wirkungsgrad eines Prozesses, der zwischen 800°C und 100°C abläuft, beträgt:

\eta_c=1-\frac{100+273,15}{800+273,15} = 0,652 = 65,2%

 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Carnot-Wirkungsgrad aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.