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  • Junio 2017Nº 489
Taller y laboratorio

Termodinámica

Motores mínimos (III)

Dedicamos esta tercera y última entrega a los motores térmicos, centrándonos en la conversión del calor en movimiento.

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En las dos colaboraciones anteriores ya habíamos descubierto cómo la electricidad, el viento o la luz son fuentes de energía óptimas para generar movimiento. En esta ocasión, y para terminar con este repaso exhaustivo de los motores más sencillos, nos centraremos en la activación mecánica mediante otro fenómeno: el calor.

El calor forma parte de una amplia fenomenología. En él intervienen la vibración y el movimiento de las moléculas (lo que explica las diferentes temperaturas a las que pueden hallarse distintos cuerpos) y la transferencia de energía térmica entre sustancias o cuerpos. Esto último es precisamente lo que, en un motor térmico, debe transformarse en movimiento mecánico. Para hacerlo, podemos aprovechar las transformaciones producidas por el calor, como la dilatación de los sólidos, la expansión de los gases o los cambios de estado de la materia. Lo que sí es realmente importante es que esa transformación pueda realizarse de forma cíclica, ya que de lo contrario el motor se pararía prontamente.

Lo entenderemos mejor con un ejemplo que me ha sugerido Josep Armengol, ávido lector de esta revista e incansable experimentador: el motor pendular de punto de Curie
—veremos más abajo el porqué de este nombre.

Tomemos un trozo de níquel o de alguna de sus aleaciones (servirá una moneda de euro o un electrodo de sacrificio para niquelar piezas). Hagamos en él un agujero para fijar un alambre maleable, de hierro, aluminio o cobre, como se muestra en la primera fotografía. Los extremos libres se cuelgan en una delgada varilla metálica formando cierto ángulo. En reposo, el níquel permanecerá suspendido a plomo de este péndulo bifilar y con un solo grado de libertad posible.

Acerquemos ahora un imán de neodimio montado sobre un pequeño bloque de hierro. La plomada de níquel se apartará de la vertical aproximándose al imán, ya que es un metal ferromagnético. Ajustemos la posición del imán para que los dos brazos de alambre se hallen sometidos a la misma tensión, y cuando formen un ángulo de unos 60o respecto de la horizontal acerquemos un pequeño soplete para calentar la plomada.

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