Introducción
Al colocar una olla pequeña con tapa para hervir agua sobre la parrilla de la estufa, se observa que cuando aumenta la presión, el vapor caliente la levanta y escapa y regresa a su posición. Enseguida se forma nuevamente suficiente vapor caliente y se repite su ciclo. Este proceso demuestra que el vapor caliente realiza trabajo mecánico al expandirse, lo que hace que su energía interna disminuya. Si se requiere que el movimiento de la tapa continúe, una de las formas sería recoger el vapor de agua que se escapa, enfriarlo para que condense y regresarlo nuevamente a la ola. Esto último es el principio del funcionamiento de la máquina de vapor, que fue la causa de la primera revolución industrial.
Una máquina térmica transforma en trabajo mecánico algún tipo de energía interna que contiene una sustancia o combustible. Su funcionamiento es el siguiente: en del depósito caliente, la sustancia de trabajo aumenta su temperatura y presión. A continuación se introduce en la máquina térmica, donde se expande o experimenta una combustión que realiza trabajo mecánico. Luego se envía al depósito frío con la finalidad de disminuir su temperatura y reanudar el ciclo.
Ejemplos cotidianos de máquinas térmicas son: locomotoras y barcos de vapor, motores de automóvil, turbinas de aviones y sistemas de propulsión de los transbordadores usados en viajes espaciales. Todos aprovechan el proceso de expansión o combustión para moverse.
Ciclo termodinámico
Un ciclo termodinámico es un conjunto de procesos que experimenta un gas en el que varían la presión, la temperatura y el volumen, pero después regresa a las condiciones iniciales. Un ejemplo son las máquinas térmicas, que funcionan siempre mediante un ciclo termodinámico.
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