空気標準効率が最も高いのはカルノーサイクルとスターリングサイクルのどちらですか?

熱機関の空気標準効率は、熱入力に対する正味仕事出力の比率として定義されます。これは、損失や不可逆性がないことを前提として、指定された 2 つの温度制限間で動作する熱機関によって達成できる最大効率を表します。

カルノー サイクルは、熱を仕事に変換する最も効率的な方法を説明する理論的な熱力学サイクルです。それは、2 つの等温プロセスと 2 つの断熱プロセスの 4 つのプロセスで構成されます。スターリング サイクルも理論上の熱力学サイクルですが、2 つの等温プロセスと 2 つの定容プロセスを使用します。

カルノー サイクルの空気標準効率は次の式で与えられます。

η_カルノー =1 - (T_L/T_H)

ここで、T_H はサイクルの高温、T_L は低温です。

スターリング サイクルの空気標準効率は次の式で与えられます。

η_Stirling =1 - (T_L/T_H) * (V_1/V_2)^γ

ここで、γは比熱の比、V_1は圧縮プロセスの開始時の作動流体の体積、V_2は圧縮プロセスの終了時の作動流体の体積です。

2 つの式を比較すると、カルノー サイクルの空気標準効率がスターリング サイクルよりも高いことが明らかです。これは、カルノー サイクルでは 2 つの等温プロセスが使用され、スターリング サイクルで使用される定容プロセスよりも効率的であるためです。