El problema con 100% de eficiencia
* La segunda ley de la termodinámica: Esta ley fundamental establece que el calor no puede fluir espontáneamente de un cuerpo más frío a un cuerpo más caliente. Esto significa que * algún * calor siempre se perderá en los alrededores, incluso en el motor más eficiente.
* El calor residual es inevitable: Para hacer un trabajo útil, un motor necesita una diferencia de temperatura entre un depósito caliente (donde se agrega energía) y un depósito de frío (donde se arroja el calor de los residuos). Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, más trabajo podrá obtener del motor. Pero incluso con una gran diferencia, nunca alcanzará el 100% de eficiencia.
El límite teórico (eficiencia de carnot)
* El ciclo de Carnot: Este ciclo teórico describe el motor más eficiente posible que funciona entre dos temperaturas.
* Fórmula de eficiencia de carnot: La eficiencia de un motor Carnot se calcula como:
* eficiencia =1 - (t_cold / t_hot)
Dónde:
* T_cold es la temperatura absoluta del depósito de frío (en Kelvin)
* T_hot es la temperatura absoluta del depósito caliente (en Kelvin)
* Para lograr un 100% de eficiencia: La fórmula muestra que T_Cold tendría que ser absoluto cero (0 kelvin o -273.15 grados centígrados). Esto es prácticamente imposible de lograr.
Las implicaciones del mundo real
* Diseño del motor: Los ingenieros se esfuerzan por mejorar la eficiencia del motor al maximizar la diferencia de temperatura y minimizar la pérdida de calor.
* Impacto ambiental: El calor residual de los motores contribuye a la contaminación y al cambio climático. Encontrar formas de capturar y utilizar este calor residual es un área importante de investigación.
En resumen: Un motor teórico puede lograr un 100% de eficiencia solo si el depósito de frío está en cero absoluto. Esto es imposible en el mundo real, por lo que siempre tendremos algo de calor de los motores.
