Для расчёта КПД идеальной тепловой машины, такой как паровая турбина, можно использовать формулу Карно. КПД (эффективность) идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, определяется как:
[
\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h}
]
где ( \eta ) — КПД турбины, ( T_c ) — температура холодильника (низшая температура), а ( T_h ) — температура нагревателя (высшая температура). Температуры должны быть выражены в абсолютных значениях (в кельвинах).
Переведём градусы Цельсия в кельвины:
[
T_h = 500\,°C + 273.15 = 773.15\,K
]
[
T_c = 30\,°C + 273.15 = 303.15\,K
]
Теперь подставим данные в формулу Карно:
[
\eta = 1 - \frac{303.15}{773.15} \approx 1 - 0.392 = 0.608
]
Или в процентном выражении:
[
\eta = 60.8\%
]
Таким образом, КПД идеальной паровой турбины, работающей между температурами 500 °С и 30 °С, составляет приблизительно 60.8%.