Fórmula de eficiência térmica
Como resultado de esta afirmação, que definem a eficiência térmica , η th , de qualquer motor de calor como a razão entre o trabalho que faz, W , para o calor de entrada a uma temperatura elevada, Q H . A fórmula de eficiência térmica é então:
A eficiência térmica , η th , representa a fração de calor , Q H , que é convertida em trabalho . É uma medida de desempenho adimensional de um motor térmico que usa energia térmica, como uma turbina a vapor, um motor de combustão interna ou um refrigerador. Para uma refrigeração ou bombas de calor, a eficiência térmica indica até que ponto a energia adicionada pelo trabalho é convertida na produção líquida de calor. Como é um número sem dimensão, devemos sempre expressar W, Q H e Q C nas mesmas unidades.
Como a energia é conservada de acordo com a primeira lei da termodinâmicae a energia não pode ser convertida para funcionar completamente, a entrada de calor, Q H , deve ser igual ao trabalho realizado, W, mais o calor que deve ser dissipado como calor residual Q C no meio Ambiente. Portanto, podemos reescrever a fórmula da eficiência térmica como:
Para fornecer a eficiência em porcentagem, multiplicamos a fórmula anterior por 100. Observe que η th pode ser 100% apenas se o calor residual Q C for zero.
Em geral, a eficiência dos melhores motores térmicos é bastante baixa. Em suma, é muito difícil para converter energia térmica a energia mecânica . As eficiências térmicas geralmente são inferiores a 50% e geralmente muito abaixo. Tenha cuidado ao compará-lo com a eficiência da energia eólica ou hidrelétrica (turbinas eólicas não são motores de calor), não há conversão de energia entre a energia térmica e a mecânica.
Fórmula para o ciclo de Brayton
A eficiência térmica do ciclo simples de Brayton, para o gás ideal e em termos de entalpias específicas, pode ser expressa em termos de temperatura:
Eficiência térmica do ciclo Rankine
A eficiência térmica do ciclo Rankine simples e em termos de entalpias específicas é:
É uma equação muito simples e, para determinar a eficiência térmica, você pode usar os dados das tabelas de vapor .
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