Carnot-Wirkungsgrad berechnen

Rechner für den Carnot-Wirkungsgrad aus dem Temperaturverhältnis des Prozesses. Der Carnot-Wirkungsgrad oder Carnot-Faktor beschreibt, wie viel Energie bei der Umwandlung von Wärme in Bewegung maximal genutzt werden kann. Dieser hängt von der niedrigsten Temperatur (kalt, T_k) und der höchsten Temperatur (heiß, T_h) im Prozess ab. Dieser Prozess kann eine Verbrennung sein, wie beim Verbrennungsmotor. Die niedrigste Temperatur hat der Kraftstoff im Zylinder bei größtem Volumen und die höchste Temperatur bei kleinstem Volumen, wenn er am stärksten komprimiert ist.
Der Carnot-Wirkungsgrad η_c wird mit folgender Formel berechnet: η_c = ( 1 - T_k/T_h ) * 100%
Die Temperatur kann in Grad Celsius, Fahrenheit oder in Kelvin angegeben werden, gerechnet wird in Kelvin. Bitte je eine kalte und eine heiße Temperatur angeben.

	kalt	heiß
°C
°F
K

Carnot-Wirkungsgrad

η_c =	%
Verlust:	%

Beispiel: die Temperaturspanne des Kraftstoffes im Verbrennungsmotor liegt zwischen 1000 und 2500 Grad Celsius. Damit ist der Carnot-Wirkungsgrad bei 54 Prozent, der Verlust bei 46 Prozent. Dies ist die theoretische Obergrenze für den Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors. In der Praxis senken noch andere Faktoren den Wirkungsgrad, insbesondere Reibung, so dass dieser unter 30 Prozent liegt.

Für einhundert Prozent Carnot-Wirkungsgrad bräuchte es entweder eine niedrigste Temperatur von Null Kelvin, was nicht möglich ist, oder eine unendliche Höchsttemperatur, was natürlich auch nicht geht. Eine Erhöhung der Temperaturspanne würde den Carnot-Wirkungsgrad erhöhen, birgt aber zusätzliche Probleme, da sehr hohe Temperaturen höhere Schäden verursachen und spezielle Materialien erfordern und eine Abkühlung während einer Verbrennung technisch schwierig ist. Ein Verbrennungsmotor ist damit einem Elektromotor, welcher dem Carnot-Wirkungsgrad nicht untersteht weit unterlegen. Ein Elektromotor kann einen Wirkungsgrad von deutlich über 90 Prozent erreichen.