LAS MÁQUINAS TÉRMICAS
Todos los combustibles, tanto los renovables como los no renovables, proporcionan energía térmica, y esta es susceptible de transformarse en energía mecánica (movimiento) a través de los llamados motores o máquinas térmicas.
Las primeras fuentes de energía utilizadas por las personas fueron los combustibles: madera, carbón, etc. También las primeras máquinas con motor consumían combustibles, como la máquina de vapor desarrollada en el siglo XVIII, que quemaba carbón para mover los pistones. Estos motores son los motores térmicos. Un motor térmico utiliza la energía almacenada en un combustible y la transforma en movimiento.
El calor puede aprovecharse para producir una tarea útil: mover una máquina, enfriar alimentos... Las máquinas térmicas comenzaron a usarse masivamente tras la revolución industrial (siglo XVIII) y ahora son imprescindibles en nuestra vida diaria.
Las
máquinas térmicas son dispositivos que pueden
producir
trabajo mecánico a partir de calor. La energía
mecánica
se transforma íntegramente en calor, pero no se puede
producir
trabajo tomando calor de un solo foco. Cuando el
combustible se quema, la combustión produce gases (vapor de
agua u otros). Si el vapor de agua penetra en una cámara
cerrada se expandirá ocupando todo el volumen disponible,
aumentando la presión. Este aumento de
presión hará que un pistón se mueva en
el
interior de un cilindro. El movimiento del pistón se
transmite
luego a otras partes móviles de la máquina.Usando
un
generador, este movimiento también puede convertirse en
electricidad.
Son necesarios dos focos
(caliente y frío) para que la diferencia de calor entre los
dos focos sea el trabajo útil. A continuación
podemos
ver una representación de este ciclo
termodinámico:
El calor necesario para conseguir que funcione una máquina térmica procede, generalmente, de la combustión de un combustible. Dicho calor es absorbido por un fluido que, al expandirse, pone en movimiento las distintas piezas de la máquina.
El rendimiento de una máquina térmica siempre es menor del 100% y viene dada por la siguiente expresión:
Rendimiento = Energía producida / Energía consumida · 100 = W / Q 1 · 100 = Q 1 - Q 2 / Q 1 · 100