Ecco perché:
* La seconda legge della termodinamica: Questa legge afferma che il calore non può fluire spontaneamente da un corpo più freddo a un corpo più caldo. In un motore di calore, il fluido di lavoro assorbe il calore da un serbatoio caldo e ne converte parte. Tuttavia, un po 'di calore deve essere sempre respinto a un serbatoio più freddo (di solito l'ambiente) per mantenere il ciclo.
* Entropia: La seconda legge implica anche che l'entropia di un sistema isolato aumenta sempre nel tempo. L'entropia è una misura di disturbo o casualità. In un motore termico, un po 'di energia viene inevitabilmente persa nei dintorni come calore inutilizzabile, aumentando l'entropia dell'ambiente.
Efficienza Carnot:
La massima efficienza teorica di un motore termico è data dall'efficienza dei carnot, che è determinata dalle temperature dei bacini idrici e freddi:
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Efficienza carnot =1 - (TC / TH)
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Dove:
* TC è la temperatura del serbatoio a freddo a Kelvin
* Questa è la temperatura del serbatoio caldo a Kelvin
Come puoi vedere, l'efficienza dei carnot è sempre inferiore a 1 (o 100%) perché la temperatura del serbatoio a freddo è sempre inferiore alla temperatura del serbatoio caldo.
Implicazioni pratiche:
I motori di calore del mondo reale hanno efficienze molto più basse dell'efficienza dei carnot dovuta a fattori come l'attrito, le perdite di calore attraverso la conduzione e la convezione e il funzionamento imperfetto dei componenti.
Conclusione:
Mentre possiamo migliorare l'efficienza dei motori di calore attraverso una migliore progettazione e materiali, il raggiungimento del 100% di efficienza è impossibile a causa dei principi fondamentali della termodinamica.
