As **máquinas térmicas** son máquinas de fluído compresible:

* Nos motores térmicos, a enerxía do fluído que atravesa a máquina diminúe, obténdose enerxía mecánica.
* No caso de xeradores térmicos, o proceso é o inverso, de modo que o fluído incrementa a súa enerxía ao atravesar a máquina.

Tal distinción é puramente formal: os motores térmicos son máquinas que empregan a enerxía resultante dun proceso, xeralmente de combustión, para incrementar a enerxía dun fluído que posteriormente se aproveita para a obtención de enerxía mecánica. Os ciclos termodinámicos empregados esixen a utilización dunha máquina ou grupo xerador que pode ser hidráulico (nos ciclos de turbina de vapor) ou térmico (nos ciclos de turbina de gas), de modo que sen este o grupo motor non pode funcionar. Por iso é polo que na práctica denomínase Motor Térmico ó conxunto de elementos atravesados polo fluído, e non exclusivamente ó elemento no que se obtén a enerxía mecánica.

Tendo en conta o anterior, as máquinas térmicas se poden clasificar como se recolle no cadro seguinte (entre paréntese, un exemplo).

|  Máquinas térmicas |
| --- |

|  |  |  |
| --- | --- | --- |
| Motoras | Volumétricas | Alternativas (Máquina de vapor) |
| Rotativas (Motor rotativo de aire quente) |
| Turbomáquinas | Turbinas |
| Xeradoras | Volumétricas | Alternativas (Compresor de émbolo) |
| Rotativas (Compresor rotativo) |
| Turbomáquinas | Turbocompresores |

O ciclo realizado nunha máquina térmica consta:

a) Dun proceso durante o cal se produce a absorción da calor dun foco externo a temperatura elevada denominado foco quente.

b) Dun proceso durante o cal a calor é expulsada a un foco externo a temperatura máis baixa denominado foco frío.

As máquinas térmicas e outros dispositivos que funcionan por ciclos utilizan un fluído para recibir e ceder calor ao cal se dá o nome de *fluído de traballo*.

O traballo líquido do sistema é simplemente a diferenza entre o traballo da fonte quente e o da fonte fría:

{\displaystyle W\_{t}=W\_{2}-W\_{1}} (1)
onde: {\displaystyle Wt} é traballo líquido ou total da máquina térmica; {\displaystyle W\_{2}} é o traballo da fonte quente; {\displaystyle W\_{1}} é o traballo da fonte fría. Estes valores poden ser positivos ou negativos segundo se realice traballo ou se absorba, o balance depende do tipo de máquina.

O traballo pode ser definido a partir dos intercambios de calor:

{\displaystyle W\_{t}=Q\_{2}-Q\_{1}} (2)
onde {\displaystyle Q\_{2}} e {\displaystyle Q\_{1}} son respectivamente a calor cedida da fonte quente e a calor recibida pola fonte fría.

Rendemento
----------

O rendemento das máquinas térmicas pode ser, dunha maneira xeral, a razón entre o traballo total e o traballo (ou calor) necesario para que ela funcione, ou sexa, é o que se obtén polo que se dá de traballo:

{\displaystyle \eta ={\frac {W\_{t}}{Q\_{2}}}} (3)
mais pola ecuación (2) podemos mellorar a ecuación (3):

{\displaystyle \eta ={\frac {(Q\_{2}-Q\_{1})}{Q\_{2}}}}
e por fin:

{\displaystyle \eta =1-{\frac {Q\_{1}}{Q\_{2}}}} (4)
O rendemento é a eficiencia con que unha máquina térmica funciona. En xeral o rendemento das máquinas é baixo:

* motores de automóbeis, da orde de 20%;
* motores a diésel, da orde de 30%;
* grandes turbinas a gas, da orde de 40%.

Así o restante de enerxía que non é aproveitado pola máquina é xogado no medio ambiente na forma de enerxía inútil, perdida.

Máquinas frigoríficas ou xeladeiras
-----------------------------------

Como vimos, unha máquina térmica consiste en fornecer calor para obter traballo con algunha perda. Nas máquinas frigoríficas, o ciclo funciona esencialmente en sentido contrario, pois elas retiran calor da fonte fría (o seu interior) transferíndoo á fonte quente:

{\displaystyle B={\frac {Q\_{1}}{W\_{t}}}} (5)
e por un razoamento análogo ao anterior chegaremos a:

{\displaystyle B={\frac {Q\_{1}}{(Q\_{2}-Q\_{1})}}} (6)

Máquina de Carnot
-----------------

É unha máquina ideal que opera no Ciclo de Carnot. Sendo que esta máquina ten un rendemento máximo, é o límite de todas as máquinas. Para unha máquina de Carnot é valida a relación:

{\displaystyle {\frac {Q\_{2}}{Q\_{1}}}={\frac {T\_{2}}{T\_{1}}}} (7)
onde {\displaystyle T\_{2}} e {\displaystyle T\_{1}} son respectivamente as temperaturas da fonte quente e da fonte fría.

As relacións de rendemento poden ser modificadas pola relación (7) e obter o rendemento da máquina de Carnot.

|  |  |
| --- | --- |
| Control de autoridades | 
* Wd: Q178185
* BNF: 11973071j
* EBID: ID
* GEC: 0192931
* GND: 4124418-7
* JSTOR: heat-engines
* LCCN: sh85059780
* MAG: 57198161
* NDL: 00568132
* PSH: 3267

 |