Termodinámica

No todo el calor obtenido de la quema de combustible se convierte en trabajo realizado en el movimiento del vehículo. Los gases de la combustión que salen por el tubo de escape están calientes, asíque se libera calor al ambiente. El calor sin usar es una característica general de la operación de una máquina térmica.
Esta descripción general muestra las funciones comunes de todas las máquinastérmicas: la energía térmica (calor) se introduce en la máquina. Parte de esa energía se convierte en trabajo mecánico. Parte del calor se libera al ambiente a una temperatura inferior que la de entrada.En la figura 11.3 se presentan estas ideas esquemáticamente. El círculo representa la máquina térmica; el rectángulo de la parte superior es la fuente de calor a alta temperatura, en tanto que elrectángulo de la parte inferior es un entorno a baja temperatura en el que se libera el calor residual.

Eficiencia de una máquina térmica
¿Cuánto trabajo mecánico útil puede producir una máquina parauna energía calorífica de entrada concreta? Es importante saber cuan productiva o eficiente es una máquina. La eficiencia se define como la razón del trabajo neto realizado por la máquina a lacantidad de calor que debe suministrarse para realizarlo. En símbolos,

w
Qcal

donde e es la eficiencia, W el trabajo neto realizado por la máquina y Qca, la cantidad de calor absorbido por la máquinade la fuente a alta temperatura o depósito de calor. El trabajo Wes positivo, ya que representa el trabajo realizado por la máquina en los alrededores. (Los subíndices cal yfr usados en ésta y ensecciones ulteriores denotan calor y frío.)
En el cuadro de ejemplo 11.1, una máquina térmica absorbe 1 200 J de calor de una fuente a alta temperatura y realiza 400 J de trabajo por ciclo, lo queresulta en una eficiencia de 1/3. En general expresamos la eficiencia como una fracción decimal, 0.33, o un porcentaje, 33% en este caso. Una eficiencia de 33% es mayor que la eficiencia de la mayoría...