Fundamentos de las Máquinas Térmicas
¿Alguna vez te has preguntado cómo funciona realmente el motor de un coche? Las máquinas térmicas son sistemas que convierten calor en trabajo útil, y su funcionamiento se basa en intercambios de energía muy predecibles.
En un motor térmico, el calor se toma de una fuente caliente (Qc) y se convierte parcialmente en trabajo (W), mientras que el resto se expulsa como calor residual (QF). El balance energético es súper directo: Qc = W + QF, lo que significa que toda la energía que entra debe salir de alguna forma.
El rendimiento te dice qué parte del calor se convierte realmente en trabajo útil: η = W/Qc. Nunca puede ser del 100% porque siempre hay pérdidas. El rendimiento ideal de Carnot marca el límite teórico: η = Tc−TF/Tc, donde Tc y TF son las temperaturas de las fuentes caliente y fría.
Las máquinas inversas funcionan al revés: consumen trabajo para mover calor. Las bombas de calor y máquinas frigoríficas usan el COP (Coeficiente de Operación) para medir su eficiencia en lugar del rendimiento tradicional.
💡 Dato curioso: Un motor de coche típico solo convierte en trabajo útil entre el 25-30% de la energía del combustible. ¡El resto se pierde como calor!