Calculadora de Eficiência de Carnot
Calcule a eficiência máxima possível de uma máquina térmica operando entre duas temperaturas de reservatório, além do coeficiente de desempenho para refrigeradores e bombas de calor.
Temperature unit
K
K
Maximum theoretical efficiency of any heat engine between these temperatures
50%
efficiencyUseful work
50%
Wasted heat
50%
- 1
Temperature ratio
300 ÷ 600 = 0,5 - 2
Efficiency fraction
1 − 0,5 = 0,5 - 3
Carnot efficiency
0,5 × 100 = 50
Como esta calculadora funciona?
A eficiência de Carnot é a maior eficiência possível de uma máquina térmica operando entre duas temperaturas: η = 1 − T_cold / T_hot, com ambas as temperaturas em kelvin. Por exemplo, entre 600 K e 300 K o limite é 50%. O mesmo ciclo invertido fornece o coeficiente de desempenho para geladeiras e bombas de calor.
Fórmula
How this is calculated
Insira a temperatura do reservatório quente (T_hot) e a temperatura do reservatório frio (T_cold). Um seletor de unidade permite fornecer os valores em kelvin ou graus Celsius; entradas em Celsius são convertidas para kelvin adicionando 273,15, pois a relação de Carnot é válida apenas na escala de temperatura absoluta.
A eficiência de Carnot é η = 1 − T_cold / T_hot. Este é o limite superior da fração de energia térmica que qualquer máquina térmica real pode converter em trabalho útil operando entre essas duas temperaturas; nenhuma máquina pode superá-lo. O gráfico de rosca divide o calor entrante na fração de trabalho útil (η) e no calor inevitavelmente desperdiçado e rejeitado para o reservatório frio (1 − η). Executar o ciclo no sentido inverso resulta em refrigeração e aquecimento, com coeficientes de desempenho COP_fridge = T_cold / (T_hot − T_cold) e COP_heatpump = T_hot / (T_hot − T_cold).
O modelo assume um ciclo reversível idealizado; portanto, máquinas reais sempre ficam abaixo desse limite devido ao atrito, taxas finitas de transferência de calor e irreversibilidades. Ambas as temperaturas devem estar acima do zero absoluto, e T_hot deve ser maior que T_cold; caso contrário, o resultado é indefinido e a calculadora solicita entradas válidas. À medida que T_cold se aproxima de T_hot, a eficiência tende a zero, e a eficiência se aproxima de 1 somente quando T_cold se aproxima do zero absoluto.
Perguntas frequentes
A fórmula de Carnot divide uma temperatura pela outra, o que só fornece a razão correta em uma escala absoluta. Usar Celsius ou Fahrenheit diretamente produziria resultados sem sentido ou negativos, por isso as entradas em Celsius são convertidas adicionando 273,15.
Não. A eficiência de Carnot é um máximo teórico para um ciclo reversível. Máquinas reais perdem energia para atrito, turbulência e transferência de calor em tempo finito, portanto sempre operam abaixo desse limite.
O coeficiente de desempenho descreve o mesmo ciclo executado no sentido inverso como refrigerador ou bomba de calor. É a razão entre o calor transferido e o trabalho de entrada, e para máquinas de Carnot ideais pode ser maior que 1.
Também conhecido como
TG we-Calculate Editorial Team. (2026). Calculadora de Eficiência de Carnot [Online calculator]. TG we-Calculate. https://we-calculate.com/pt/calculator/carnot-efficiency-calculator
TG we-Calculate Editorial Team. "Calculadora de Eficiência de Carnot." TG we-Calculate. 2026. https://we-calculate.com/pt/calculator/carnot-efficiency-calculator.
TG we-Calculate Editorial Team, "Calculadora de Eficiência de Carnot," TG we-Calculate, 2026. [Online]. Available: https://we-calculate.com/pt/calculator/carnot-efficiency-calculator
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