Rendiment tèrmic

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

El rendiment tèrmic o eficiència d'una màquina tèrmica és una magnitud de procés i adimensional, definida com el quocient de l'energia que desitgem obtenir d'aquesta màquina i l'energia que s'ha de transferir pel seu funcionament. Es designa amb la lletra grega η:

Depenent del tipus de màquina tèrmica considerada, la transferència d'aquestes energies es realitzarà en forma de calor, Q, o de treball, W.

Història[modifica | modifica el codi]

El 1824, el físic francès Sadi Carnot va derivar l'eficiència tèrmica per a una màquina tèrmica ideal com una funció de la temperatura dels seus reservoris freds i calents:

on:

és la temperatura del reservori calenta;
és la temperatura del reservori fred.

L'equació planteja que s'obtenen majors nivells d'eficiència amb un major gradient de temperatura entre els fluids calents i freds. A la pràctica, com més calent sigui el fluid, més gran serà l'eficiència del motor.

Càlcul del rendiment per a les diferents màquines tèrmiques[modifica | modifica el codi]

  • El motor tèrmic rep una calor, , d'un focus o font calenta, efectua un treball, W, i ha de cedir calor, , a un focus fred. Perquè l'energia es conservi s'ha de complir que . El rendiment és per tant:

On es compleix que -0 <η <1.
  • La bomba tèrmica o de calor és capaç de transferir una energia calorífica, , a un focus calent des d'una font freda de la qual absorbeix una calor, , si es realitza un determinat treball, W, sobre la màquina. Aquest procés és just l'oposat al realitzat pel motor tèrmic, és per això que també s'ha de complir la relació . El rendiment és:

I tenim que η> 1.
  • El frigorífic funciona exactament igual que la bomba tèrmica però com l'interès d'aquesta màquina és refredar, la transferència d'energia desitjada és i el rendiment queda com:

On ara η> -0.

Vegeu també[modifica | modifica el codi]