Principio del Teorema de Carnot
Con la práctica de usar procesos reversibles, Sadi Carnot en 1824 avanzó el estudio de la segunda ley al revelar un principio que consta de las siguientes proposiciones.
- Ningún motor puede ser más eficiente que un motor reversible que funcione entre los mismos depósitos de alta y baja temperatura. En este caso, el término depósito de calor se entiende como una fuente de calor o un disipador de calor.
- Las eficiencias de todos los motores reversibles que funcionan entre los mismos depósitos de temperatura constante son las mismas.
- La eficiencia de un motor reversible depende solo de las temperaturas de la fuente de calor y del receptor de calor.
El teorema de Carnot establece:
- Todos los motores térmicos entre dos depósitos de calor son menos eficientes que un motor Carnot que opera entre los mismos depósitos.
- Cada motor Carnot entre un par de depósitos de calor es igualmente eficiente, independientemente de la sustancia de trabajo empleada o los detalles de operación.
La fórmula para esta máxima eficiencia es
nmax = ncarnot = 1-Tc/TH
donde T C es la temperatura absoluta del depósito frío, T H es la temperatura absoluta del depósito caliente, y la eficiencia «n» es la relación entre el trabajo realizado por el motor y el calor extraído del depósito caliente.
Basado en la termodinámica moderna, el teorema de Carnot es el resultado de la segunda ley de la termodinámica . Históricamente, sin embargo, se basó en la teoría calórica contemporánea y precedió al establecimiento de la segunda ley.
