eficiencia térmica

RENDIMIENTO TÉRMICO

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

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.

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