Eficiencia: lo útil entre lo que cuesta

1. Idea central

• Ninguna máquina aprovecha toda la energía que recibe.
• Una parte siempre se escapa como calor, ruido o fricción.
• La eficiencia ($\eta$) mide qué parte sí se convierte en algo útil.
• No tiene unidades y siempre está entre 0 y 1, o sea entre 0% y 100%.

2. Las 3 energías que siempre aparecen

• Energía de entrada ($E_{entrada}$): toda la energía que entregas. Es lo que cuesta.
• Energía útil ($E_{útil}$): la parte que sí hace lo que quieres. Es lo que aprovechas.
• Energía perdida o disipada ($E_{perdida}$): la parte desperdiciada, casi siempre calor y sonido.
• Siempre se conserva:

$$E_{entrada} = E_{útil} + E_{perdida}$$

• Analogía: colar jugo de maracuyá. Echas 10 vasos con pepas, pasan 8 vasos limpios y 2 se quedan en las pepas. Eficiencia = lo que llega / lo que echaste.

3. Cómo se calcula

• Fórmula base con energía:

$$\eta = \frac{E_{útil}}{E_{entrada}}$$

• En porcentaje:

$$\eta_{\%} = \eta \times 100\%$$

• Ejemplo: si $\eta = 0,8$, la eficiencia es 80%.
• Con trabajo y potencia:

$$\eta = \frac{W_{útil}}{W_{entrada}}$$ $$\eta = \frac{P_{útil}}{P_{entrada}}$$

• Usa energía si hablas de cantidad total. Usa potencia si hablas de rapidez.

4. Eficiencias típicas para comparar

• Motor eléctrico (movimiento): 85%
• Motor de gasolina (movimiento): 25%
• Foco LED (luz): 30%
• Foco incandescente (luz): 5%
• Panel solar (electricidad): 20%
• Mayor porcentaje = menos desperdicio.

5. Ejemplo modelo

• Datos: $E_{entrada} = 1000 \, \text{J}$, $E_{útil} = 750 \, \text{J}$

6. Claves para recordar

• $\eta = E_{útil} / E_{entrada}$ compara beneficio entre costo.