Ο θερμικός βαθμός απόδοσης ( η t h {\displaystyle \eta _{th}\,}
) είναι ένα μέτρο απόδοσης χωρίς διαστάσεις μιας θερμικής συσκευής, όπως είναι, για παράδειγμα, ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης, ένας λέβητας ή ένας κλίβανος.
Η είσοδος, Q i n {\displaystyle Q_{in}\,}
, στη συσκευή είναι η θερμότητα ή το θερμικό περιεχόμενο ενός καυσίμου που καταναλώνεται. Η επιθυμητή έξοδος είναι μηχανικό έργο, W o u t {\displaystyle W_{out}\,}
, ή θερμότητα, Q o u t {\displaystyle Q_{out}\,}
, ή ενδεχομένως και τα δύο. Επειδή η εισερχόμενη θερμότητα έχει συνήθως ένα πραγματικό οικονομικό κόστος, ένας αξιομνημόνευτος, γενικός ορισμός της θερμικής απόδοσης είναι
η t h ≡ Έξοδος Είσοδος . {\displaystyle \eta _{th}\equiv {\frac {\text{Output}}{\text{Input}}}. } 
Από τον πρώτο και τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, η παραγωγή δεν μπορεί να υπερβαίνει την εισροή, οπότε
0 ≤ η t h ≤ 1,0. {\displaystyle 0\leq \eta _{th}\leq 1.0.} 
Όταν εκφράζεται ως ποσοστό, η θερμική απόδοση πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 0% και 100%. Λόγω αναποτελεσματικότητας, όπως η τριβή, η απώλεια θερμότητας και άλλοι παράγοντες, η θερμική απόδοση είναι συνήθως πολύ μικρότερη από 100%. Για παράδειγμα, ένας τυπικός βενζινοκινητήρας αυτοκινήτου λειτουργεί με θερμική απόδοση περίπου 25% και μια μεγάλη μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με καύσιμο άνθρακα έχει μέγιστη απόδοση περίπου 36%. Σε μια μονάδα συνδυασμένου κύκλου η θερμική απόδοση προσεγγίζει το 60%.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι η θερμική απόδοση;
A: Η θερμική απόδοση είναι ένα μέτρο απόδοσης χωρίς διαστάσεις μιας θερμικής συσκευής, όπως ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης, ένας λέβητας ή ένας κλίβανος. Υπολογίζεται διαιρώντας την έξοδο με την είσοδο της συσκευής.
Ε: Ποια είναι μερικά παραδείγματα θερμικών συσκευών;
Α: Παραδείγματα θερμικών συσκευών είναι οι κινητήρες εσωτερικής καύσης, οι λέβητες και οι κλίβανοι.
Ερ: Ποια είναι η είσοδος σε μια θερμική συσκευή;
Α: Η είσοδος σε μια θερμική συσκευή είναι η θερμότητα ή το θερμικό περιεχόμενο ενός καυσίμου που καταναλώνεται.
Ερ: Ποια είναι η επιθυμητή έξοδος από μια θερμική συσκευή;
Α: Η επιθυμητή έξοδος από μια θερμική συσκευή μπορεί να είναι μηχανικό έργο, θερμότητα ή και τα δύο.
Ερ: Πώς μπορούμε να ορίσουμε τη θερμική απόδοση με γενικούς όρους;
Α: Ο θερμικός βαθμός απόδοσης μπορεί να οριστεί γενικά ως Έξοδος/Εισαγωγή.
Ερ: Σε ποιο εύρος κυμαίνεται η τιμή για την ηθ;
Α: Η τιμή για το ηth πρέπει να είναι μεταξύ 0 και 1,0, όταν εκφράζεται ως ποσοστό πρέπει να είναι μεταξύ 0% και 100%.
Ερ: Οι τυπικές τιμές για το ηth είναι συνήθως κοντά στο 100%;
Α: Όχι, λόγω αναποτελεσματικότητας, όπως η τριβή και οι απώλειες θερμότητας, οι τυπικές τιμές για το ηth είναι πολύ μικρότερες από το 100%. Για παράδειγμα, οι βενζινοκινητήρες των αυτοκινήτων λειτουργούν τυπικά σε ποσοστό γύρω στο 25%, ενώ οι μεγάλες μονάδες ηλεκτροπαραγωγής που λειτουργούν με καύσιμο άνθρακα έχουν μέγιστη τιμή περίπου 36%, ενώ οι μονάδες συνδυασμένου κύκλου προσεγγίζουν το 60%.
