Máquinas térmicas son dispositivos que convierten parcialmente energía térmica y química contenida en sus sustancias, como gases calientes, vapor de agua o gasolina, en trabaja. Ejemplo: todo tipo de motores de combustión interna y máquinas de vapor.
Rendimiento de máquinas térmicas
O rendimiento de las máquinas térmicas es una cantidad adimensional dada por la relación entre la cantidad de trabajo mecánico extraído de una máquina térmica y la cantidad de energía que se le suministra en forma de calor.
Cuanto mayor sea el rendimiento de una máquina, mayor será su eficiencia. En otras palabras, una máquina térmica eficiente es aquella que produce más trabaja consumiendo menos cantidad de recursos energéticos. Tú motores de combustión interna, utilizado para conducir vehículos como motocicletas, carros, camiones e incluso aeronave, están diseñados para ser cada vez más eficientes y contaminar menos. Estas máquinas térmicas utilizan como fuente de energía el calor obtenido al quemar combustibles fósiles como
Gasolina, diesel, alcohol o queroseno de aviación. Obtenga más información sobre la historia de las máquinas térmicas haciendo clic en aqui.Vea también: Combustibles fósiles
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Además, las transformaciones termodinámicas sufridas por la sustancia de trabajo son cíclico, es decir, al final de cada ciclo, vuelven a los mismos valores de Presión, Volumen y Temperatura. Como resultado, y de acuerdo con la Primera ley de la termodinámica, el trabajo obtenido por una máquina térmica viene dado por la diferencia entre la cantidad de calor suministrada para el funcionamiento de la máquina (Qqué) y la cantidad de calor que rechaza la máquina (QF) por su fuente de frío (que podría ser el medio externo):
Vea también: Ejercicios en máquinas térmicas
Mapa mental: máquinas térmicas
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Los motores que utilizan el ciclo diesel tienen los rendimientos más altos de las máquinas térmicas - aproximadamente 30% - mientras que los motores de gasolina, que generalmente utilizan Ciclo de Otto, tener ingresos de hasta 20%.
Rendimiento de máquinas térmicas ideales
Las máquinas térmicas ideales, también conocidas como máquinas térmicas. carnot, son teóricos y operan de acuerdo con las Ciclo de Carnot. El ciclo de Carnot tiene cuatro pasos: dos transformaciones isotermas es dos transformaciones adiabáticas. Estas transformaciones son, respectivamente, extremadamentelento y extremadamenterápido, lo que hace que este ciclo no sea práctico en máquinasverdadero. Sin embargo, las máquinas reales están diseñadas para que su ciclo de funcionamiento se asemeje mucho al ciclo de una máquina ideal, a fin de obtener el mayor rendimiento posible.
La eficiencia de las máquinas térmicas ideales se puede calcular mediante la siguiente ecuación:
En la ecuación presentada anteriormente, TF es la temperatura de la fuente fría, también llamada enfriador o fregadero, y Tqué es la temperatura de la fuente caliente. Es importante destacar que las temperaturas involucradas en estos cálculos siempre deben expresarse en Kelvin.
Vea también: Escalas termométricas y sus conversiones.
Por Rafael Hellerbrock
Licenciada en Física
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HELERBROCK, Rafael. "Eficiencia de las máquinas térmicas"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/rendimento-das-maquinas-termicas.htm. Consultado el 27 de junio de 2021.
