La eficiencia de un objeto se define como la capacidad de acercarse a un determinado resultado a partir de un determinado insumo con la menor cantidad de desperdicio. Puede interpretarse como la cantidad de mano de obra o energía ahorrada en un proceso. Matemáticamente, es la relación entre el trabajo realizado por una máquina o proceso y la energía total gastada o el calor consumido. Se denota con el símbolo eta (η). Su fórmula es igual a la relación entre el trabajo de salida y el trabajo de entrada multiplicado por 100. Su unidad de medida es un porcentaje (%).
Fórmula de eficiencia
η = (W o /W i ) × 100
Dónde,
- η es el porcentaje de eficiencia,
- W o es el trabajo de salida,
- W i es el trabajo de entrada.
En términos de energía de entrada y energía de salida, la fórmula se da como,
η = ( Eo /Ei ) × 100
Dónde,
- η es el porcentaje de eficiencia,
- E o es el trabajo de salida,
- E i es el trabajo de entrada.
Problemas de muestra
Problema 1: Calcular la eficiencia de una máquina si la energía de entrada es de 200 J y la energía de salida es de 150 J.
Solución:
Tenemos,
E o = 150
mi = 200
Usando la fórmula que tenemos,
η = ( Eo /Ei ) × 100
= (150/200) × 100
= 75%
Problema 2: Calcular la eficiencia de una máquina si la energía de entrada es de 450 J y la energía de salida es de 300 J.
Solución:
Tenemos,
E o = 300
mi = 450
Usando la fórmula que tenemos,
η = ( Eo /Ei ) × 100
= (300/450) × 100
= 66,67%
Problema 3: Calcule la eficiencia de un motor si se realiza un trabajo de 500 J para dar un trabajo de salida de 100 J.
Solución:
Tenemos,
Wo = 100
W yo = 500
Usando la fórmula que tenemos,
η = (W o /W i ) × 100
= (100/500) × 100
= 20%
Problema 4: Calcula la energía de salida si la eficiencia de una máquina es del 52% y la energía de entrada es de 250 J.
Solución:
Tenemos,
η = 52%
mi = 250
Usando la fórmula que tenemos,
η = ( Eo /Ei ) × 100
=> E o = nE i /100
= 52 (250)/100
= 130J
Problema 5: Calcular la energía de salida si la eficiencia de una máquina es del 72% y la energía de entrada es de 420 J.
Solución:
Tenemos,
η = 72%
mi = 420
Usando la fórmula que tenemos,
η = ( Eo /Ei ) × 100
=> E o = nE i /100
= 72 (420)/100
= 302,4 J
Problema 6: Calcular la energía de entrada si la eficiencia de una máquina es del 45% y la energía de salida es de 300 J.
Solución:
Tenemos,
η = 45%
E o = 300
Usando la fórmula que tenemos,
η = ( Eo /Ei ) × 100
=> Mi i = (E o /n) × 100
= (300/45) × 100
= 666,67 J
Problema 7: Calcular la energía de entrada si la eficiencia de una máquina es del 56% y la energía de salida es de 600 J.
Solución:
Tenemos,
η = 56%
E o = 600
Usando la fórmula que tenemos,
η = ( Eo /Ei ) × 100
=> Mi i = (E o /n) × 100
= (600/56) × 100
= 1071,42 J