He aquí por qué:
* La segunda ley de la termodinámica: Esta ley establece que el calor no puede fluir espontáneamente de un cuerpo más frío a un cuerpo más caliente. En un motor de calor, el fluido de trabajo absorbe el calor de un depósito caliente y convierte parte en el trabajo. Sin embargo, algo de calor siempre debe ser rechazado a un depósito más frío (generalmente el medio ambiente) para mantener el ciclo.
* Entropía: La segunda ley también implica que la entropía de un sistema aislado siempre aumenta con el tiempo. La entropía es una medida de desorden o aleatoriedad. En un motor de calor, se pierde inevitablemente algo de energía en los alrededores como calor inutilizable, lo que aumenta la entropía del medio ambiente.
Eficiencia de Carnot:
La eficiencia teórica máxima de un motor térmico viene dada por la eficiencia de Carnot, que está determinada por las temperaturas de los depósitos de frío y frío:
`` `` ``
Eficiencia de Carnot =1 - (TC / TH)
`` `` ``
dónde:
* TC es la temperatura del depósito de frío en Kelvin
* Esta es la temperatura del depósito caliente en Kelvin
Como puede ver, la eficiencia de Carnot siempre es inferior a 1 (o 100%) porque la temperatura del depósito de frío siempre es menor que la temperatura del depósito en caliente.
Implicaciones prácticas:
Los motores de calor del mundo real tienen eficiencias mucho más bajas que la eficiencia de Carnot debido a factores como la fricción, las pérdidas por calor a través de la conducción y la convección, y la operación imperfecta de los componentes.
Conclusión:
Si bien podemos mejorar la eficiencia de los motores de calor a través de un mejor diseño y materiales, lograr un 100% de eficiencia es imposible debido a los principios fundamentales de la termodinámica.
