Motor térmico

Motor térmico
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Concepto:Dispositivo que toma calor y por medio de un mecanismo lo trasforma en trabajo.

Motor térmico. Una máquina térmica es un dispositivo que toma calor y por medio de un mecanismo lo trasforma en trabajo.

Principio de funcionamiento

En un motor térmico se producen una serie de transformaciones que conducen a un estado inicial (es decir, tiene un ciclo cerrado). En el transcurso de estas transformaciones, el motor recibe energía térmica en forma de calor y devuelve energía mecánica en forma de trabajo.

Cualquier modelo de una máquina térmica debe incluir cuatro cosas al menos: una fuente de calor o foco caliente, la máquina en sí, el trabajo producido y el foco frío que recibe el calor remanente del proceso y, por supuesto, debe estar a una temperatura mucho más baja que el foco caliente.

Eficiencia

La eficiencia de varios motores térmicos propuestos o usados hoy en día oscila entre el 3% (97% de calor desperdiciado) para los sistemas de conversión de energía térmica del océano, el 25% para la mayor parte de los motores de automóviles , el 35% para una planta generadora de carbón supercrítico, y el 60% para una turbina de gas de ciclo combinado con enfriamiento de vapor.

Todos estos procesos obtienen su eficiencia (o la pierden) debido a la depresión de la temperatura a través de ellos. Por ejemplo, los sistemas de conversión de energía térmica del océano emplean una diferencia de temperatura entre el agua sobre la superficie y el agua en las profundidades del océano, es decir, una diferencia de tal vez 25 grados celsius, por lo que la eficiencia debe ser baja. Las turbinas de ciclo combinado utilizan quemadores de gas natural para calentar aire hasta cerca de 1530 grados Celsius, es decir, una diferencia de hasta 1500 grados, por lo que la eficiencia puede ser mayor cuando se añade el ciclo de enfriamiento de vapor.

Clasificación

Para la clasificación de los motores térmicos, además de los criterios ya mencionados en el caso de máquinas de fluido, se tienen en consideración dos aspectos adicionales:

  • Si el fluido es condensable (agua) o no condensable (aire).
  • Si el proceso es de combustión externa o interna.

Fuentes

  • Colectivo de autores. Manual del automóvil, edición XXIII, 1996
  • Colectivo de autores. Texto de Física Mecánica, 1994.