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El rendimiento térmico o eficiencia de una máquina térmica es un coeficiente o ratio adimensional calculado como el cociente de la energía producida (en un ciclo de funcionamiento) y la energía suministrada a la máquina (para que logre completar el ciclo termodinámico). Se designa con la letra griega ηter:
Dependiendo del tipo de máquina térmica, la transferencia de estas energías se realizará en forma de calor, Q, o de trabajo, W.
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EFICIENCIA DE UNA MAQUINA TERMICA -TERMODINÁMICA
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Ejercicio Eficiencia de una Maquina Termica - Termodinámica - Mi Profesor de Fisica - Video 063
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PROBLEMA RESUELTO DE MÁQUINA FRIGORÍFICA 05
Transcription
Historia
En 1824, el físico francés Sadi Carnot derivó la eficiencia térmica para una máquina térmica ideal como una función de la temperatura de sus focos frío y caliente:
donde
- es la temperatura del foco caliente;
- es la temperatura del foco frío.
La ecuación demuestra que se obtienen mayores niveles de eficiencia con un mayor gradiente de temperatura entre los fluidos calientes y fríos. En la práctica, cuanto más caliente el fluido, mayor será la eficiencia del motor.
Cálculo del rendimiento para las distintas máquinas térmicas
- El motor térmico recibe un calor, , de un foco o fuente caliente, efectúa un trabajo, W, y debe ceder calor, , a un foco frío. Para que la energía se conserve debe cumplirse que . El rendimiento es por lo tanto:
- donde se cumple que 0<η<1.
- La bomba térmica o de calor es capaz de transferir una energía calorífica, , a un foco caliente desde una fuente fría de la que absorbe un calor, , si se realiza un determinado trabajo, W, sobre la máquina. Este proceso es justo el opuesto al realizado por el motor térmico, es por ello que también debe cumplirse la relación . El rendimiento es:
- y se tiene que η>1.
- El refrigerador funciona exactamente igual que la bomba térmica pero como el interés de ésta máquina es enfriar, la transferencia de energía deseada es y el rendimiento queda como:
- donde ahora η>0.
Véase también
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