Qué es la eficiencia térmica y cómo calcularla

Sin duda alguna, todo lo que hay detrás del funcionamiento de nuestros autos es algo fascinante, ya que no solamente supone grandes avances tecnológicos, también en mecanismos que son sencillos. Uno de estos funcionamientos es la eficiencia térmica y te decimos cómo calcularla. 

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La eficiencia térmica se rige bajo distintos parámetros, logrando un funcionamiento perfecto en nuestros autos

1. ¿Cuál es la eficiencia térmica de los motores?

Antes que todo, es importante definir la eficiencia térmica que vemos en nuestros motores. Este funcionamiento es el porcentaje de energía que se puede usar por cada unidad del combustible, básicamente, la utilización que cada litro de gasolina nos puede proporcionar. 

Es importante tomar en cuenta que normalmente la eficiencia térmica del motor será menor al 100% por lo que en general siempre sobra una cantidad de energía que no se usa. Una de las consideraciones que también se relacionan a esto es el tema de la eficiencia del combustible, así como su respuesta y consumo. 

Otra cuestión interesante es que la eficiencia térmica de un motor a combustión interna no supera el 30%, mientras que en el caso de los híbridos y con diésel podrían llegar hasta el 30 o 45% de eficiencia térmica, por lo que muy difícilmente se llegará al 100%. Por otra parte, esto igualmente aplica para los autos de competencia, los cuales, por muy impresionantes que se vean, no alcanzan el máximo nivel de eficiencia. 

En sí, sólo unos cuantos modelos han logrado una gran eficiencia, así como en ocasiones muy contadas, por lo que este tema, sigue siendo uno de los ejes principales para las innovaciones tecnológicas de la industria automotriz. 

Solo algunas marcas han logrado una gran eficiencia, una de ellas es Mercedes-Benz con el motor de Fórmula 1 utilizado en 2014, el cual logró un porcentaje de energía de hasta el 50%, siendo un elemento que también demuestra una competencia entre las escuderías y la dominación de otras. 

La eficiencia térmica sigue siendo teniendo una búsqueda exhaustiva

2. ¿Cómo calcular la eficiencia térmica de un motor?

Afortunadamente, para los amantes de la ingeniería o entusiastas que desean tener todos los datos se pueden aplicar las matemáticas. Esta es una de las mejores maneras para calcular la eficiencia térmica de un motor y así conocer más sobre cómo funcionan nuestros autos. 

En el caso de los vehículos diésel para calcular la eficiencia térmica es necesario emplear una fórmula, la cual funciona mediante el principio de Carnot, estableciendo que ningún motor puede ser más eficiente que un motor reversible. 

Por otra parte, la eficiencia de cualquier motor térmico se rige mediante los siguientes términos, tanto W para el trabajo de termodinámica, mientras que el calor de entrada lleva el término de Q H. Es importante mencionar que esta fórmula tiene el nombre de coeficiente de desempeño en inglés.

Las fórmulas aplicadas para la eficiencia térmica nos dan un panorama completo

El resultado que se puede obtener de esta fórmula también se debe de combinar de la mano de otras fórmulas, ya que esto depende de los otros términos de la primera ley de la termodinámica y así convertir el número en un porcentaje, porcentajes que podrían ser muy parecidos a los previamente mencionados, ya que es muy complicado y es todo un reto actual para las marcas lograr una mejor eficiencia térmica que sea mayor al 50%. 

Principalmente, se agregan otras fórmulas para convertir la cifra en un trabajo completo, con términos como calor residual con la letra Q, y así reescribir la fórmula para tener un número más entendible y completo. 

Las fórmulas para la eficiencia térmica también se pueden convertir, dando como resultado un porcentaje 

Finalmente, para dar con el porcentaje, se multiplica lo anterior por 100. Es importante tomar en consideración que η th solo podría ser 100% si el calor residual Qc es cero. Definitivamente, el cálculo con matemáticas es algo emocionante, así como obtener un resultado certero. 

Si deseas saber el resultado de la eficiencia térmica de tu vehículo, llena los datos previos y así conocerás cómo va tu modelo, el cual no tendría que ser tan diferente a las cifras previamente mencionadas. 

Este tipo de cálculos se puede ver en muchas disciplinas del automovilismo

3. Algunas consideraciones

Por el momento, la eficiencia térmica sigue siendo un objeto de estudio para las marcas automotrices, por lo que solo es cuestión de tiempo para conocer configuraciones más eficientes en este apartado. Un ejemplo de ello es con la Fórmula 1, la cual emplea pura ingeniería en los vehículos y que por más increíble que sea, esas tecnologías poco a poco las vemos aplicadas en los autos convencionales. 

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