L'efficacité standard de l'air d'un moteur thermique est définie comme le rapport entre la puissance de travail nette et l'apport de chaleur. Il représente l’efficacité maximale pouvant être atteinte par un moteur thermique fonctionnant entre deux limites de température spécifiées, en supposant qu’il n’y ait aucune perte ni irréversibilité.
Le cycle de Carnot est un cycle thermodynamique théorique qui décrit la manière la plus efficace de convertir la chaleur en travail. Il se compose de quatre processus :deux processus isothermes et deux processus adiabatiques. Le cycle de Stirling est également un cycle thermodynamique théorique, mais il utilise deux processus isothermes et deux processus à volume constant.
Le rendement standard en air du cycle Carnot est donné par :
η_Carnot =1 - (T_L/T_H)
où T_H est la température la plus élevée et T_L est la température la plus basse du cycle.
L’efficacité standard de l’air du cycle Stirling est donnée par :
η_Stirling =1 - (T_L/T_H) * (V_1/V_2)^γ
où γ est le rapport des chaleurs spécifiques, V_1 est le volume du fluide de travail au début du processus de compression et V_2 est le volume du fluide de travail à la fin du processus de compression.
En comparant les deux équations, il est clair que le cycle de Carnot a un rendement d'air standard plus élevé que le cycle de Stirling. En effet, le cycle de Carnot utilise deux processus isothermes, plus efficaces que les processus à volume constant utilisés dans le cycle de Stirling.
