Carnot-Maschine-Simulator

Der Carnot-Wirkungsgrad η = 1 − T_C/T_H hängt allein von den beiden Reservoirtemperaturen ab — nie vom Brennstoff, vom Gas oder davon, wie raffiniert die Maschine gebaut ist. Beide Temperaturen müssen in Kelvin angegeben werden, daher ist 300 °C nicht „10-mal heißer" als 30 °C. Praktische Folgerung: Für mehr Arbeit muss man die Temperaturspanne vergrößern — T_H erhöhen oder T_C senken. 100 % sind unerreichbar, denn T_C = 0 K lässt sich nicht erreichen.

Es gibt einen Haken, den Lehrbücher oft auslassen: Den Carnot-Grenzwert erreicht man nur, wenn der Zyklus unendlich langsam läuft, damit jeder Takt reversibel bleibt. Eine unendlich langsame Maschine liefert aber verschwindend geringe Leistung — praktisch nutzlos. 1975 fragten Curzon und Ahlborn stattdessen nach dem Wirkungsgrad bei maximaler Leistung und fanden η = 1 − √(T_C/T_H). Für eine Maschine mit 1800 K / 600 K ergibt das ≈ 42 % — viel näher an echten Kraftwerken als Carnots 67 %.