putostodos

¿Cómo se define la eficiencia de una máquina?
La eficiencia en una maquina térmica es la relación entre el trabajo mecánico producido y el calor suministrado, la formulas es la siguiente:

e = T / Q1 = (Q1-Q2)/Q1 = (T1-T2)/T1 donde:
T = trabajo mecánico (cal, Joule)
Q1 = calor suministrado (cal, Joule)
Q2 = calor obtenido (cal, Joule)
T1 = trabajo de entrada (cal, Joule)
T2 =trabajo de salida (cal, Joule)
e = eficiencia (%)
La eficiencia de una máquina térmica depende entre qué temperaturas trabaje... porque esto es fundamental
pero lo que importa es que esto junto con las características de fabricación de dicha máquina hace que se produzcan determinadas pérdidas de calor que producen una disminución de la eficiencia y por lo tanto la máquina no entrega el 100 % de surendimiento como sería en un caso ideal, sino que tiene un rendimiento menor...

Recuerda que una máquina térmica consiste en un instrumento que genera trabajo mecánico a partir de energía térmica, pero no toda la energía térmica la transforma en energía mecánica sino que parte de esta energía se disipa al medio ambiente o medio frío....

Ahora, profundizando un poco más, sabemos que ningunamáquina puede tener un rendimiento mayor al de la llamada máquina térmica de Carnot... que se determina en base a las temperaturas entre las cuales operaría dicha máquina, pero sería en condiciones también ideales... para la fabricación de la máquina.
Por supuesto, existen consideraciones de diseño que impiden que las máquinas reales
alcancen el rendimiento de la máquina de Carnot. Así, lasindeseables pérdidas de energía, por
fricción, conducción, radiación, reducen drásticamente el rendimiento de las máquinas reales. Pero
estas pérdidas de rendimiento se pueden suprimir en parte mediante nuevos diseños, materiales más
avanzados o mejores lubricantes, haciendo que se acerque el rendimiento de la máquina real al de la
máquina de Carnot. Sin embargo, el máximo rendimiento quecualquier máquina funcionando entre
dos focos puede tener, siempre será el de la máquina de Carnot funcionando entre ambos focos.




¿Por qué una máquina trabaja en ciclos?
La máquina de Carnot es una máquina ideal que utiliza calor para realizar un trabajo. En ella hay un gas sobre el que se ejerce un proceso cíclico de expansión y contracción entre dos temperaturas. El ciclo termodinámicoutilizado se denomina ciclo de Carnot y fue estudiado por Sadi Carnot alrededor de1820. Una máquina de Carnot es el procedimiento más eficaz para producir un trabajo a partir de dos focos de temperatura.
Puede construirse a partir de un cilindro sobre el que discurre un pistón unido a una biela que convierte el movimiento lineal del pistón en movimiento circular. El cilindro contiene una ciertacantidad de un gas ideal y la máquina funciona intercambiando calor entre dos fuentes de temperaturas constantes T1 < T2. Las transferencias de calor entre las fuentes y el gas se hace isotérmicamante, es decir, manteniendo la temperatura constante. Esta parte del proceso es, por lo tanto, reversible. El ciclo se completa con una expansión y una compresión adiabáticas, es decir, sin intercambio de calor,por lo que esta parte del ciclo es también reversible.











¿Cuál es el ciclo de Carnot?
El ciclo de Carnot se produce cuando un equipo que trabaja absorbiendo una cantidad de calor Q1 de la fuente de alta temperatura, cede un calor Q2 a la de baja temperatura produciendo un trabajo sobre el exterior. El rendimiento viene definido por

y, como se verá adelante, es mayor quecualquier máquina que funcione cíclicamente entre las mismas fuentes de temperatura. Una máquina térmica que realiza este ciclo se denomina máquina de Carnot.
Como todos los procesos que tienen lugar en el ciclo ideal son reversibles, el ciclo puede invertirse. Entonces la máquina absorbe calor de la fuente fría y cede calor a la fuente caliente, teniendo que suministrar trabajo a la máquina....