TECNOLOGÍA - LA APORTACIÓN DE LA FÍSICA: La Energética - 6ª parte
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Tecnología

LA APORTACIÓN DE LA FÍSICA

La Energética - 6ª parte

Fuente: Fernando Alba Andrade


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El calor (continuación)

Sadi Carnot (1796-1832)

ísico francés. Desarrolló una teoría sobre la forma como el calor puede transformarse en trabajo mecánico.

Las máquinas de vapor perfeccionadas por Watt tenían una eficiencia de 7%, es decir, el 93% de la energía empleada se desperdiciaba.

Carnot
Carnot

Carnot observó que para realizar un trabajo mecánico a partir del calor se necesitaba disponer de un cuerpo caliente y de uno frío (o menos caliente). En el caso de las máquinas de vapor, la temperatura del vapor corresponde al cuerpo caliente (Tc) y la temperatura del agua en el condensador (Tf ), a la temperatura del cuerpo frío. Carnot demostró que la eficiencia máxima que puede obtenerse, depende de la diferencia de temperaturas en la máquina (Tc-Tf ).

En otras palabras, si disponemos sólo de un cuerpo muy caliente, no podemos producir un trabajo mecánico, a menos que consigamos un cuerpo frío (o menos caliente). Para las temperaturas normales de operación de las máquinas, una buena aproximación a la eficiencia máxima que puede obtenerse es la siguiente,

Fórmula eficiencia

En donde las temperaturas se miden a partir de la temperatura más baja que pueda existir (temperatura absoluta o Kelvin).

La temperatura Kelvin = temperatura centígrada + 273, esto es, que el hielo se funde a 273 grados Kelvin y el agua hierve, al nivel del mar, a 373 grados Kelvin.

Si por ejemplo tenemos una máquina en la que el vapor tiene una temperatura de 150 grados centígrados (423 grados Kelvin) y la temperatura fría del condensador es de 20 grados centígrados (293 grados Kelvin), la eficiencia máxima que podría obtenerse sería de un 30% y, en la práctica, menor.

En la fórmula vemos que la eficiencia aumenta cuando la diferencia de temperatura entre el cuerpo caliente y el frío aumenta. A continuación, grandes líneas de ferrocarril se tendieron principalmente en Estados Unidos y Rusia, mientras que los coches de vapor tuvieron poca importancia. Las cosas cambiaron cuando el francés Lenoir construyó el primer motor de combustión interna y éste fue perfeccionado por el francés Beau de Rochas y el alemán Otto.

Juan José Lenoir (1822-1900)

Inventor belga-francés. Fue el primero en construir un motor de combustión interna que trabajaba con gas de alumbrado como combustible. Construyó el primer automóvil y la primera lancha que trabajó con un motor de combustión interna (antes que él se construyeron coches y barcos movidos con motores de vapor).

Lenoir
Lenoir

Los motores de Lenoir eran muy deficientes y fueron perfeccionados en teoría por Beau de Rochas, quien ideó el motor de cuatro tiempos, y por Otto que fue el primero que lo fabricó.

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