Calculateur d'efficacité de Carnot
Un moteur fonctionnant entre 600 K et 300 K peut atteindre au plus 50 % de rendement. Saisissez les températures des sources chaude et froide en kelvins pour obtenir la limite de Carnot en fraction et en pourcentage. Gratuit dans votre navigateur.
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Exemple résolu
- T chaud
- 600
- T froid
- 300
- Efficacité
- 0,5 fraction
- Efficacité en pourcentage
- 50
- Précision
- 10
Ce calculateur d'efficacité de Carnot trouve l'efficacité théorique maximale d'un moteur thermique fonctionnant entre un réservoir chaud et un réservoir froid lorsque vous connaissez les deux températures absolues en kelvins. La forme close de définition est eta égale un moins la température froide divisée par la température chaude, ce qui est la limite classique de la deuxième loi enseignée en thermodynamique introductive, dans les moteurs thermiques d'ingénierie, et dans les devoirs de physique. Les températures doivent déjà être sur une échelle absolue : convertissez le Celsius ou le Fahrenheit vous-même avant d'appeler l'outil, car le ratio Tc sur Th n'a de sens qu'en kelvins (ou une autre unité absolue utilisée de manière cohérente). Les deux températures doivent aussi être des valeurs absolues positives. Le moteur est de l'arithmétique entièrement déterministe : sans appel réseau, sans échantillonnage, et sans raccourci dépendant de la date.
Ce que signifie l'efficacité de Carnot et ce que contient la réponse
Un moteur thermique réversible qui échange de la chaleur uniquement avec deux réservoirs thermiques atteint son efficacité la plus élevée possible lorsqu'il fonctionne sur un cycle de Carnot. Cette borne supérieure ne dépend que des deux températures absolues : eta égale un moins Tc sur Th. Le résultat est un nombre pur entre zéro et un, souvent rapporté en pourcentage pour le travail de classe.
Ce n'est pas l'efficacité d'un moteur réel particulier ; le frottement, le transfert de chaleur à taux fini, et d'autres irréversibilités poussent toujours une installation pratique en dessous du plafond de Carnot. La température absolue est essentielle : zéro kelvin est le zéro absolu, donc les deux réservoirs doivent être positifs et Th doit dépasser Tc.
Où la limite de Carnot s'inscrit dans l'étude, la conception et les logiciels
Les élèves rencontrent eta égale un moins Tc sur Th lorsqu'un manuel introduit la deuxième loi, lorsqu'un problème donne des températures de chaudière et de condenseur et demande l'efficacité maximale possible, ou lorsqu'un problème de concours insiste sur le kelvin avant de prendre le ratio. Les enseignants peuvent pré-générer des corrigés pour des paires de réservoirs modestes sans faire confiance à des applications de calculatrice opaques qui traitent silencieusement le Celsius comme absolu ou inversent chaud et froid.
Les développeurs appellent le même contrat depuis des scripts pour amorcer des vecteurs de test déterministes pour des simulateurs thermiques, pour normaliser des températures de réservoir saisies par l'utilisateur avant une esquisse de procédé, ou pour satisfaire des énoncés de défis de programmation qui exigent une fraction plutôt qu'un pourcentage approximatif. Les vérifications d'ingénierie de premier ordre utilisent la borne de Carnot lorsque seules deux températures sont connues, avant que des facteurs d'irréversibilité, des pertes de chaleur, ou des cycles multi-étages ne soient modélisés.
Les outils produits et pédagogiques utilisent le point de terminaison lorsqu'un apprenant saisit des valeurs de kelvin chaudes et froides et que l'interface doit afficher le plafond d'efficacité idéal. Associez-le à d'autres utilitaires de thermodynamique lorsque vous avez besoin d'étapes d'énergie connexes, et à des points de terminaison de mathématiques lorsque vous construisez un petit laboratoire de calculateurs de physique gratuits et déterministes.
Cas d’usage
Devoirs et vérifications de laboratoire
Calculez η = 1 − Tc/Th à partir de températures de réservoir en kelvins avant de noter des fiches d'exercices de moteur thermique ou des laboratoires de thermodynamique.
Bornes de conception et logiciels de tutorat
Normalisez les températures chaude et froide saisies par l'utilisateur en une efficacité maximale pour des esquisses de procédé et des leçons interactives.
Questions fréquentes
Combien coûte le calculateur d'efficacité de Carnot ?
Il est gratuit dans votre navigateur sur cette page.
Comment l'efficacité de Carnot est-elle définie ?
Pour un moteur thermique entre deux réservoirs, η = 1 − T_c / T_h, où les deux températures sont absolues (kelvin). Le résultat est renvoyé comme fraction et comme pourcentage.
Pourquoi les résultats sont-ils arrondis à une précision donnée ?
La précision par défaut est de 10 décimales ; vous pouvez régler la précision de 0 à 15.
Puis-je saisir les températures en degrés Celsius ?
Non. Le rapport entre les deux températures n'a de sens que sur une échelle absolue : convertissez d'abord les deux valeurs en kelvins. En degrés Celsius, le résultat serait trompeur.
Que se passe-t-il si la source chaude n'est pas plus chaude que la froide ?
Le calcul est refusé. Avec des températures égales ou inversées, aucun écart ne fait tourner le moteur, et le rendement de Carnot n'est pas défini dans ce cas.
Outils associés
Pour les développeurs — accès API
Tout sur cette page est disponible par programmation. Cette section s'adresse aux équipes qui veulent l'intégrer à leurs systèmes ; les autres peuvent simplement utiliser l'outil ci-dessus.
Endpoint
Authentification par jeton Bearer : un seul POST met la tâche en file d’attente, et le résultat vous parvient par webhook ou lien signé.
Appeler depuis votre stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/thermo/heat-engine-efficiency \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"T_hot":600,"T_cold":300}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/thermo/heat-engine-efficiency", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"T_hot": 600,
"T_cold": 300
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/thermo/heat-engine-efficiency",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"T_hot": 600,
"T_cold": 300
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/thermo/heat-engine-efficiency", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"T_hot":600,"T_cold":300}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"T_hot":600,"T_cold":300}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/thermo/heat-engine-efficiency", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemple de requête
{
"T_hot": 600,
"T_cold": 300
}Exemple de réponse
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "thermo.heat_engine_efficiency",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L’API est asynchrone : chaque appel renvoie un task_id immédiatement, puis vous interrogez l’état à raison d’une requête par seconde.
Tarifs
Le prix est publié, sans tokens ni crédits. Une tâche qui échoue n’est pas facturée.
Limites
max_abs_temperature | 1000000000000000 |
Erreurs
| HTTP | Code | Signification |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Clé API absente ou invalide : vérifiez l’en-tête Authorization. |
402 | insufficient_balance | Solde insuffisant : rechargez votre compte pour lancer cette tâche. |
404 | unknown_type | Type de tâche inconnu : vérifiez le champ type de votre requête. |
429 | rate_limited | Trop de requêtes : ralentissez la cadence, puis réessayez. |
Notes techniques
La température chaude doit être strictement supérieure à la température froide ; des réservoirs égaux ou inversés sont rejetés avec invalid_input car un moteur thermique ne peut pas produire de travail entre des réservoirs qui n'établissent pas un gradient de température positif.
Ce que signifie l'efficacité de Carnot et ce que contient la réponse
Ce calculateur renvoie les entrées normalisées T_hot et T_cold, l'efficacité comme fraction, l'efficacité en pourcentage, la précision utilisée, une étiquette de méthode carnot_efficiency, un bref rappel de formule, et une indication d'unité selon laquelle l'efficacité principale est une fraction. Il n'y a pas de conversion d'unité automatique depuis le Celsius, pas de recherche de table de vapeur, et pas d'échantillonnage Monte-Carlo de cycles : le moteur évalue soit la forme close dans la plage numérique prise en charge, soit rejette l'entrée avec invalid_input. Les cas rejetés incluent une température chaude ou froide manquante, des valeurs non finies, des magnitudes au-dessus des plafonds documentés, des températures absolues non positives, et tout cas où la température chaude n'est pas strictement supérieure à la froide, car l'efficacité de Carnot n'est pas définie pour une paire de températures non motrice dans ce modèle. Si vous avez besoin de taux de chaleur d'installation réelle, de simulations de cycle de Rankine, ou de bilans d'entropie avec plusieurs réservoirs, utilisez ces outils dédiés ; cette page répond uniquement à la limite de Carnot idéale depuis deux températures en kelvins, avec une sortie numérique stable adaptée aux fiches d'exercices, aux tests unitaires et aux clients d'API qui ne doivent pas inventer d'étapes symboliques.
Comment les températures de réservoir sont lues et comment l'efficacité reste reproductible
Les deux doivent être des nombres positifs finis sur une échelle absolue (kelvin). Les signes plus initiaux optionnels et la notation scientifique sur les chaînes numériques sont autorisés lorsqu'ils s'analysent comme des décimaux finis ; les espaces internes et les jetons non numériques sont rejetés. Le champ préféré pour le réservoir chaud est T_hot, mais les alias Th, T_h, hot, hot_temperature, et hot_temp sont acceptés afin que tableurs, chaînes de requête et formulaires typés puissent réutiliser le même contrat. Le champ préféré pour le réservoir froid est T_cold, avec les alias Tc, T_c, cold, cold_temperature, et cold_temp. Une température non positive échoue avec invalid_input et un message qui nomme le champ et exige une température absolue positive en kelvins, afin qu'un zéro d'apparence Celsius ne devienne pas silencieusement un ratio absurde. Lorsque la température chaude n'est pas supérieure à la température froide, la requête échoue avec invalid_input et un message explicite que l'efficacité de Carnot exige T_hot supérieur à T_cold. Un champ précision optionnel, avec les alias decimals et dp, choisit combien de décimales exposer pour les sorties numériques, avec une valeur par défaut de dix et un plafond de quinze afin que les fichiers de référence JSON restent stables. Associez l'exécution gratuite dans le navigateur sur cette page à l'API payante lorsque vous avez besoin du résultat mathématique identique au sein d'un pipeline automatisé sans réimplémenter vous-même la formule d'efficacité.
Où la limite de Carnot s'inscrit dans l'étude, la conception et les logiciels
Sur cette page, le travail s'exécute entièrement dans votre navigateur ; via l'API, chaque recherche réussie coûte $0.002, la validation échouée n'est pas facturée, et rien n'est stocké après le retour de la réponse. Cette séparation — exploration interactive gratuite et API payante identique — correspond au reste du catalogue KIT de niveau A, et vous permet de passer d'une démonstration en classe à un pipeline automatisé sans changer le résultat mathématique.
Cas d'intégration
Fixtures de test déterministes
Générez des efficacités de Carnot reproductibles pour les tests unitaires, les démonstrations thermiques, et les assertions de CI sur la limite idéale.
Questions techniques
Que se passe-t-il si la température chaude n'est pas supérieure à la froide ?
L'entrée est rejetée avec invalid_input. L'efficacité de Carnot η = 1 − Tc/Th exige T_hot > T_cold sur une échelle de température absolue.
Puis-je saisir des températures en Celsius ?
Aucune conversion automatique n'est appliquée. Convertissez d'abord en kelvins (T_K = t_C + 273,15), puis fournissez T_hot et T_cold comme températures absolues.