Was versteht man unter dem Wirkungsgrad?

Energieressourcen sind begrenzt. Eine wichtige Frage ist daher, wir effektiv eine Wärmekraftmaschine arbeitet. Eine Aussage darüber macht der sogenannte thermische Wirkungsgrad (sprich: eta). Er gibt an, welcher Bruchteil der Energie, die der Maschine zugeführt wurde, in Nutzenergie, also in mechanische Arbeit, umgesetzt wird:

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Er wird üblicherweise in Prozent angegeben. Eine Maschine, die die gesamte ihr zugeführte Wärme in Arbeit umsetzten würde, hätte demnach einen Wirkungsgrad von 1 bzw. von 100%. Aufgrund des 2. Hauptsatzes kann es einen Wirkungsgrad von 100% jedoch nicht geben, so dass  < 1.

Die geleistete Arbeit ergibt sich nach dem 1. Hauptsatz aus der Differenz zwischen aufgenommener Wärme und abgegebener Wärme:

Oder, mit Hilfe der Beträge ausgedrückt: