Calcolatore dell'efficienza di Carnot

η = 1 − T_c/T_h

Calcolare il rendimento massimo (di Carnot) di una macchina termica. η = 1 − T_c/T_h, con temperature in Kelvin.

Interfaccia utente della calcolatrice

Calcola

Serbatoio freddo T_c (K)

Serbatoio caldo T_h (K)

Inserisci i valori qui sopra per calcolare

Come si calcola

Entrambe le temperature devono essere espresse in Kelvin

η = 1 − T_c / T_h

Moltiplicare per 100 per ottenere la percentuale

Formula e variabili

Formula

η = 1 − T_c/T_h

Tabella delle variabili

Simbolo	Quantità	Unità SI
η	Efficienza di Carnot	adimensionale (0–1)
T_c	Temperatura del serbatoio fredda	K
T_h	Temperatura del serbatoio caldo	K

Collegamento teorico

→ Polo termodinamico

Interpretazione e guida all'uso

Come utilizzare questa calcolatrice

Questo calcolatore dell'efficienza di Carnot è progettato per rapidi controlli fisici e revisione dei problemi risolti. Inserisci i valori nelle unità mostrate accanto a ciascun input, quindi confronta il risultato con la formula e la tabella delle variabili prima di utilizzarlo in una soluzione più lunga. La calcolatrice fa i conti, ma la fisica dipende ancora dalla scelta di un modello che corrisponda alla situazione.

Inizia identificando il sistema, le quantità note e la quantità che desideri trovare. Se un valore viene fornito in un'unità non SI, convertilo prima della sostituzione. Una risposta numerica corretta con unità miste può comunque essere fisicamente sbagliata, soprattutto quando sono coinvolte unità al quadrato, secondi inversi, cariche, temperature o distanze.

Presupposti e limiti

La formula η = 1 − T_c/T_h è un modello, non una descrizione universale di ogni possibile caso. Si presuppone che le quantità nella tabella delle variabili siano le quantità rilevanti per il problema e che gli effetti nascosti siano trascurabili o già inclusi negli input. Se l'attrito, la resistenza, le velocità relativistiche, i campi variabili, la temperatura non costante o gli effetti specifici della geometria contano, controlla se è necessario un modello più completo.

Utilizzare il risultato come controllo della grandezza e delle unità. Chiedi se la risposta ha il segno giusto, se cresce o diminuisce quando cambia un input e se i casi limite hanno senso. Impostare un input su zero, raddoppiare una quantità o utilizzare un valore molto grande è spesso sufficiente per individuare una scelta di formula o un errore di unità prima che raggiunga una risposta finale.

Esempio lavorato

Un motore termico tra 600 K e 300 K. Trova la massima efficienza.

Passaggio 1: η = 1 − T_c/T_h

Passaggio 2: η = 1 − 300/600

Passaggio 3: η = 1 − 0.5

Risposta: η = 0,5 = 50% (massimo teorico)

Errori comuni

Le temperature DEVONO essere espresse in Kelvin, mai in gradi Celsius
I motori reali sono sempre meno efficienti del limite di Carnot
L'efficienza al 100% richiederebbe T_c = 0 K (impossibile per la terza legge)

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Termodinamica Seconda legge Prima legge

Domande frequenti

Perché l'efficienza di Carnot è massima?

È l'efficienza di un motore reversibile. La seconda legge della termodinamica vieta a qualsiasi motore di superarla tra le stesse due temperature.

L’efficienza può raggiungere il 100%?

Solo se il serbatoio freddo è allo zero assoluto (0 K), il che è irraggiungibile. Quindi l'efficienza reale è sempre < 100%.