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3.4. Transformaciones de calor en trabajo:

máquinas térmicas

Desde siempre, el ser humano ha utilizado el calor como medio
de calefacción. Pero, a partir del siglo XVIII, comenzó a emplearlo
también como fuente de energía para producir trabajo mecánico.
La transformación de calor en trabajo fue tan importante que des-
encadenó la Revolución industrial.

Los dispositivos encargados de llevar a cabo esta transformación
son las máquinas térmicas.

En las antiguas locomotoras
Una máquina térmica es un dispositivo que, actuando de de vapor, el que se genera-
manera cíclica, transforma el calor suministrado por un foco ba en la combustión ponía
calorífico en trabajo mecánico. en movimiento los pistones,
que, a su vez, impulsaban las
Tipos de máquinas térmicas ruedas mediante un juego
de bielas.
Las máquinas térmicas pueden ser de dos tipos.
— De combustión externa. La combustión tiene lugar fuera de la má- Los frigoríficos
quina. Son de este tipo la máquina de vapor y la turbina de vapor. Los frigoríficos son máquinas
— De combustión interna. La combustión tiene lugar dentro de la pro- térmicas que funcionan de
pia máquina. Son de este tipo los motores de explosión de cuatro modo inverso al habitual. Un
frigorífico consume trabajo
tiempos o de dos tiempos y el motor diésel.
del exterior (energía de la red
Rendimiento de las máquinas térmicas eléctrica) a la vez que absor-
be calor de un foco frío (el
La experiencia demuestra que, aunque es posible transformar ínte- interior del frigorífico) y cede
gramente el trabajo en calor, una determinada cantidad de calor no calor a un foco caliente (el ex-
se puede convertir en su totalidad en trabajo mecánico. terior del frigorífico).

Una máquina térmica trabaja de manera cíclica de acuerdo con el Foco caliente
esquema siguiente:

— Absorbe una cantidad de calor, Q , de un foco caliente.
1
— Transforma parte de este calor en trabajo mecánico, W.
— Cede otra parte de calor, Q , a un foco frío.
2
El rendimiento de una máquina térmica es el cociente entre el traba- Foco frío
jo que produce y el calor que absorbe.

El rendimiento nunca puede llegar al 100 %, ya que ninguna máquina
W térmica puede transformar el calor que absorbe íntegramente en traba-
r = — 0 < r < 1
Q jo. Es por esta razón, para disipar el calor sobrante y evitar su deterioro,
t
que los motores de los autos necesitan un sistema de refrigeración.
Prohibida su reproducción 34. Una máquina térmica absorbe 18 000 J de un 35. Busca información sobre la máquina de va- Actividades

foco caliente en cada ciclo. Si su rendimiento
por de Watt y su relación con la Revolución
es del 95 %, calcula el trabajo que realiza y el
industrial.
calor que cede al foco frío en un ciclo.
— Elabora un informe sobre la aplicación
Sol.: 17 100 J; 900 J
de la máquina de vapor en la industria y
la locomoción.

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