4. Máquinas
Estás rodeado de máquinas (palancas, poleas, planos inclinados, grúas, motores, ...): el ser humano ha ideado a lo largo de su historia infinidad de ellas.
Las máquinas son un conjunto de piezas o elementos fijos y móviles cuyo funcionamiento permite:
- transformar la energía, por ejemplo de eléctrica en mecánica en un motor eléctrico.
- realizar un trabajo de una forma más sencilla: se realiza el mismo trabajo aplicando una fuerza menor durante más distancia.
El rendimiento de las máquinas
Ya sabes que aunque la energía se conserva, se puede transformar en otros tipos de energía, como sucede en las máquinas, pero solamente una parte de la energía suministrada a la máquina se aprovecha (se llama energía o trabajo útil), y el resto se transforma en calor y no se utiliza.
Piensa, por ejemplo, en una bombilla. Parte de la energía eléctrica se transforma en la luz que te permite ver lo que te rodea, pero si tocas la bombilla notarás como otra parte de la energía se ha transformado en calor, que no tiene ninguna utilidad en este caso. Precisamente por esa razón se fabrican bombillas LED, en las que casi no se pierde energía en forma de calor, y así su rendimiento es mucho mayor.
Ten en cuenta que también
se puede perder energía útil debido a las fuerzas de rozamiento entre los
diferentes componentes de la máquina, como sucede en las grúas o en el mecanismo de los relojes.
Rendimiento
Se denomina rendimiento (r) de una máquina al cociente entre el trabajo útil que proporciona y la energía que ha consumido para producirlo. Suele expresarse en tanto por ciento.
El rendimiento del motor
¿Qué rendimiento tiene un motor que realiza un trabajo de 70 J por cada 200 J de energía eléctrica que consume?
En una turbina
El rendimiento de una turbina de una central hidroeléctrica es del 60 %. ¿Cuánta energía, medida en J y en kWh es necesaria para que genere 10 kWh de energía eléctrica?