Rendimiento térmico para niños

El rendimiento térmico o eficiencia de una máquina térmica es como una nota que nos dice qué tan bien aprovecha la energía. Es un número que se calcula dividiendo la energía útil que produce la máquina entre la energía que se le suministra. Se representa con la letra griega η_ter.

Imagina que le das energía a una máquina, y ella usa esa energía para hacer un trabajo. El rendimiento térmico nos dice qué porcentaje de la energía que le diste se convierte en trabajo útil.

Dependiendo del tipo de máquina, la energía puede transferirse en forma de calor (como el que sientes de una estufa) o de trabajo (como el movimiento de un motor).

¿Quién Descubrió el Rendimiento Térmico Ideal?

La energía producida o energía salida del sistema (E_sal) es siempre menor que la energía suministrada o energía entrada al sistema (E_ent}).

_{En 1824, un físico francés llamado Sadi Carnot investigó cómo funcionaban las máquinas térmicas. Él descubrió cómo calcular la eficiencia máxima que una máquina térmica ideal podría tener. Una máquina ideal es un modelo teórico perfecto que no pierde energía por fricción u otras causas.}

_{La fórmula que encontró Carnot para esta eficiencia ideal depende de las temperaturas de los lugares donde la máquina toma calor (foco caliente) y donde lo expulsa (foco frío):}

_Aquí:

• _{es la temperatura del lugar más caliente.}
• _{es la temperatura del lugar más frío.}

_{Esta fórmula nos enseña que una máquina será más eficiente si la diferencia de temperatura entre el lugar caliente y el lugar frío es mayor. En otras palabras, cuanto más caliente sea la fuente de energía y más fría sea la zona de desecho, mejor funcionará el motor.}

_{¿Cómo se Calcula el Rendimiento en Diferentes Máquinas?}

_{El cálculo del rendimiento cambia un poco según el tipo de máquina térmica, ya que cada una tiene un propósito diferente.}

_{Motores Térmicos: Transformando Calor en Movimiento}

_{Un motor térmico es una máquina que toma calor de una fuente caliente (como el combustible quemándose en un coche), lo convierte en trabajo (movimiento) y luego expulsa el calor restante a un lugar más frío (como el aire).}

_{Para que la energía se conserve, el calor que entra () debe ser igual al trabajo que se produce (W) más el calor que se expulsa (). Es decir, .}

_{El rendimiento de un motor térmico se calcula así:}

_{El valor de este rendimiento siempre estará entre 0 y 1 (o entre 0% y 100%).}

_{Bombas de Calor: Moviendo Calor de un Lugar Frío a Uno Caliente}

_{Una bomba térmica o de calor hace lo contrario que un motor. Con un poco de trabajo (energía eléctrica, por ejemplo), puede mover calor desde un lugar frío a uno caliente. Piensa en un sistema de calefacción que toma calor del exterior (frío) y lo lleva al interior de tu casa (caliente).}

_{También aquí se cumple que . El rendimiento de una bomba de calor se calcula de esta manera:}

_{En este caso, el rendimiento puede ser mayor que 1. Esto significa que la bomba puede mover más energía térmica de la que consume en trabajo.}

_{Refrigeradores: Enfriando Espacios}

_{Un refrigerador funciona de manera muy similar a una bomba de calor, pero su objetivo principal es enfriar un espacio. Lo que nos interesa es el calor que se extrae del lugar frío ().}

_{El rendimiento de un refrigerador se calcula así:}

_{Aquí, el rendimiento siempre será mayor que 0.}

_{Galería de imágenes}

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  _{La energía producida o energía salida del sistema (Esal) es siempre menor que la energía suministrada o energía entrada al sistema (Eent}).}

_{Véase también}

_{En inglés: Thermal efficiency Facts for Kids}

• _{Rendimiento (física)}
• _{Motor térmico}
• _{Eficacia energética}