Termodynamická účinnost

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 ${\displaystyle \eta _{t}}$, pokud ji třeba odlišit od jiných účinností, nebo prostě ${\displaystyle \eta }$, při teoretických termodynamických výpočtech. Doplněk ${\displaystyle 1-\eta _{t}}$ popisuje tepelné ztráty.

Protože při uzavřeném cyklu nedochází ke změně vnitřní energie soustavy, na základě prvního termodynamického zákona platí rovnice:

${\displaystyle Q_{p}-Q_{o}-W_{p}+W_{k}=0}$,

kde:

• ${\displaystyle Q_{p}}$ je teplo přivedené do cyklu,
• ${\displaystyle Q_{o}}$ je teplo odvedené z cyklu,
• ${\displaystyle W_{p}}$ je práce vykonaná cyklem,
• ${\displaystyle W_{k}}$ je práce spotřebovaná cyklem.

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

${\displaystyle \eta ={\frac {W}{Q_{p}}}={\frac {W_{p}-W_{k}}{Q_{p}}}={\frac {Q_{p}-Q_{o}}{Q_{p}}}=1-{\frac {Q_{o}}{Q_{p}}}}$

Termodynamická účinnost je vždy menší než 1, dokonce je vždy menší než účinnost Carnotova cyklu.

Carnotův cyklus je nejúčinnější možný tepelný cyklus pracující mezi dvěma tepelnými zásobníky s teplotami ${\displaystyle T_{p}}$ a ${\displaystyle T_{o}}$. Tento speciální cyklus je tvořen adiabatickou kompresí a expanzí a izotermickým přívodem a odvodem tepla.

${\displaystyle \eta _{k}=1-{\frac {T_{o}}{T_{p}}}}$

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Termodynamická účinnosť na slovenské Wikipedii.