Для определения максимально возможного КПД газовой турбины с использованием формулы Карно, необходимо воспользоваться следующей формулой для КПД идеального теплового двигателя Карно:
[ \eta = 1 - \frac{T_2}{T_1} ]
где:
- (\eta) — это КПД (эффективность) в долях единицы;
- (T_1) — это температура нагревателя (в келвинах);
- (T_2) — это температура холодильника (в келвинах).
Прежде всего, необходимо перевести температуру из градусов Цельсия в градусы Кельвина, так как все расчёты в термодинамике ведутся в абсолютных температурах. Для перевода температуры из Цельсия в Кельвины используется формула:
[ T(K) = t(°C) + 273.15 ]
Теперь переведем температуры:
- ( T_1 = 2000 \, \text{°C} + 273.15 = 2273.15 \, \text{K} )
- ( T_2 = 600 \, \text{°C} + 273.15 = 873.15 \, \text{K} )
Подставим найденные значения температур в формулу Карно:
[ \eta = 1 - \frac{873.15}{2273.15} ]
Выполним расчеты:
[ \eta = 1 - 0.384 \approx 0.616 ]
Таким образом, максимально возможный КПД газовой турбины, работающей между температурами 2000 °C и 600 °C, составляет примерно 61.6%. Это значение теоретическое и достижимо только в идеальных условиях, так как в реальных системах будут потери энергии из-за трения, теплопроводности и других факторов.