스털링 사이클 열효율 계산기

4행정(등온 팽창 → 정적 냉각 → 등온 압축 → 정적 가열) 중 두 정적 과정이 크기가 같고 방향만 반대인 열량을 주고받기 때문입니다. 이 열을 기관 안의 재생기가 완벽하게(효과도 100%) 돌려주면, 외부에서 새로 받는 열은 고온 등온 팽창 하나뿐이 되어 η = 1 − Tc/Th, 즉 카르노 효율과 정확히 같아집니다.

정적 과정에서 오가는 열량 중 재생기가 실제로 회수해 돌려주는 비율입니다. 100%면 이상적인 재생기, 0%면 재생기가 없어 정적 과정의 열까지 전부 외부 열원과 주고받는 경우입니다. 효과도가 낮을수록 외부에서 더 많은 열을 받아야 해서 열효율이 카르노 효율보다 떨어집니다.

재생기가 완벽하면(효과도 100%) 달라지지 않습니다. 순일과 등온 과정의 열량이 몰비열과 무관하게 정해지기 때문입니다. 다만 재생기가 불완전하면(효과도 100% 미만) 몰비열이 큰 이원자 기체가 정적 과정에서 주고받는 열이 더 많아, 외부에서 채워야 할 부족분도 늘어 효율이 조금 더 떨어집니다.

아닙니다. 이 계산은 마찰·누설이 없고 과정이 무한히 느려 언제나 평형을 유지한다고 보는 이상 사이클입니다. 실제 스털링 엔진은 재생기 효과도가 100%에 못 미치고, 사점 부피(dead volume)·기계 마찰·유한한 속도에서 오는 비가역성까지 더해져 실제 효율은 여기서 나온 값보다 낮습니다.