Termica

Una máquina térmica es un dipositivo cuyo objetivo es convertir calor en trabajo. Para ello utiliza de una sustancia de trabajo (vapor de agua, aire, gasolina) que realiza una seriede transformaciones termodinámicas de forma cíclica, para que la máquina pueda funcionar de forma continua. A través de dichas transformaciones la sustancia absorbe calor (normalmente, de un foco térmico) quetransforma en trabajo.El desarrollo de la Termodinámica y más en concreto del Segundo Principio vino motivado por la necesidad de aumentar la cantidad de trabajo producido para una determinada cantidad decalor absorbido. De forma empírica, se llega así al primer enunciado del Segundo Principio:

Enunciado de Kelvin-Planck

No es posible ninguna transformación cíclica que transforme íntegramente elcalor absorbido en trabajo.Este enunciado implica que la cantidad de energía que no ha podido ser transformada en trabajo debe cederse en forma de calor a otro foco térmico, es decir, una máquina debetrabajar al menos entre dos focos térmicos. El esquema más sencillo de funcionamiento es entonces el siguiente:Absorbe una cantidad de calor Q1 de un foco caliente a una temperatura T1Produce unacantidad de trabajo WCede una cantidad de calor Q2 a un foco frío a una temperatura T2Como la máquina debe trabajar en ciclos, la variación de energía interna es nula. Aplicando el Primer Principio eltrabajo producido se puede expresar:En general, se define Potencia (P) como el trabajo dividido por el tiempo, en caso de las máquinas corresponde entonces al trabajo producido en un segundo. En el S.I. deUnidades se mide en Watios (J/s)

Rendimiento (η)

El objetivo de una máquina es aumentar la relación entre el trabajo producido y el calor absorbido; se define pues el rendimiento como elcociente entre ambos. Si tenemos en cuenta la limitación impuesta por enunciado de Kelvin-Planck, el trabajo es siempre menor que el calor absorbido con lo que el rendimiento siempre será menor que...