Какой цикл Карно или стерлинговый цикл имеет наивысшую эффективность по стандарту воздуха?

Стандартный КПД теплового двигателя по воздуху определяется как отношение полезной мощности к подводимому теплу. Он представляет собой максимальную эффективность, которая может быть достигнута тепловым двигателем, работающим в пределах двух заданных температурных пределов, при условии отсутствия потерь или необратимости.

Цикл Карно — это теоретический термодинамический цикл, который описывает наиболее эффективный способ преобразования тепла в работу. Он состоит из четырех процессов:двух изотермических и двух адиабатических процессов. Цикл Стирлинга также является теоретическим термодинамическим циклом, но в нем используются два изотермических процесса и два процесса с постоянным объемом.

Стандартная эффективность цикла Карно по воздуху определяется формулой:

η_Карно =1 - (T_L/T_H)

где T_H — более высокая температура, а T_L — более низкая температура цикла.

Стандартный КПД цикла Стирлинга по воздуху определяется следующим образом:

η_Стирлинга =1 - (T_L/T_H) * (V_1/V_2)^γ

где γ – коэффициент теплоемкости, V_1 – объем рабочего тела в начале процесса сжатия, V_2 – объем рабочего тела в конце процесса сжатия.

Сравнивая два уравнения, становится ясно, что цикл Карно имеет более высокий стандартный КПД по воздуху, чем цикл Стирлинга. Это связано с тем, что в цикле Карно используются два изотермических процесса, которые более эффективны, чем процессы постоянного объема, используемые в цикле Стирлинга.