Μηχανή Καρνό

Το διάγραμμα της μηχανής Carnot

Ο κύκλος Carnot

Η μηχανή του Καρνότ είναι μια θερμοδυναμική θεωρητική «κατασκευή», μια θερμική μηχανή που έχει τη μέγιστη δυνατή απόδοση μεταξύ των μηχανών που λειτουργούν ανάμεσα σε δύο θερμοκρασίες Τ_h και Τ_c. Η μηχανή εκτελεί μια κυκλική αντιστρεπτή μεταβολή, που ονομάζεται Κύκλος Καρνό. Η απόδοση της μηχανής σε αυτό τον κύκλο είναι το ανώτερο θεωρητικό όριο, η μέγιστη δυνατή απόδοση. Το βασικό μοντέλο της θεωρητικής κατασκευής ανέπτυξε ο Γάλλος φυσικός Νικολά Καρνό στα 1824.

Η λειτουργία της μηχανής αποτελείται από τέσσερις μεταβολές, δύο ισόθερμες και δύο αδιαβατικές, που εκτελούνται μεταξύ μιας θερμής δεξαμενής με θερμοκρασία Th και μιας ψυχρής δεξαμενής με θερμοκρασία Tc.

Η μηχανή που το αέριό της ακολουθεί τον κύκλο αυτό δεν κατασκευάστηκε για τεχνικούς λόγους (ιδεατή μηχανή).

Συντελεστής απόδοσης μηχανής Carnot

${\mbox{e}}=1-{\dfrac {\mbox{Tc}}{\mbox{Th}}}$ , όπου ισχύει _{${\dfrac {\mbox{Tc}}{\mbox{Th}}}={\dfrac {\mbox{Qc}}{\mbox{Qh}}}$}

όπου T_h και T_c η θερμοκρασία της θερμής και ψυχρής δεξαμενής, Q_h και Q_c η θερμότητα που απορροφά και αποβάλλει στις ισόθερμες μεταβολές η μηχανή και W το έργο που παράγει. Για να έχουμε απόδοση 100% πρέπει Τc=0, που είναι αδύνατον.