33. Il rendimento della macchina, cioè il rapporto tra il calore trasformato in lavoro e il calore totale impiegato, è dato, nelle condizioni ideali sopra indicate, da

ove T e t sono le temperature assolute della caldaia e del condensatore; non può superare perciò questo limite, comunque si perfezioni la macchina.

Se, per es., come in una macchina ideale a 10 atmosfere, le temperature centigrade della caldaia e del refrigerante sono 180° e 40°, sarà

e non più del 31 % del calore impiegato si potrà trasformare in calore.

In realtà nelle migliori macchine a vapore si deve impiegare circa 1 Kg. di carbone per ottenere un cavallo-vapore di potenza durante un’ora, cioè 3600 × 75 = 270000 chilogrammetri; eppure le 8000 grandi calorie svolte dalla combustione avrebbero dovuto fornire, per la loro integrale trasformazione in lavoro, 8000 × 427 = 3.416.000 Kgm. Adunque il rendimento effettivo non supera l’8 %.

La differenza tra il rendimento teorico e il rendimento effettivo è dovuta alle inevitabili imperfezioni della macchina, quali la incompleta utilizzazione del calore nel fornello, il raffreddamento del vapore nelle tubulature e nel cilindro, l’incompleta espansione, ecc. E quando si pensi che, per es., nei motori elettrici si riesce a trasformare in energia meccanica fino al 92 % dell’energia elettrica impiegata, bisogna concludere che la macchina a vapore, per le esigenze del 2° principio della termodinamica, e per le imperfezioni pratiche, non si presenta bene al confronto. La colpa è da attribuire non all’opera dell’uomo, che per una serie di trasformazioni durata un secolo ha fatto della macchina a vapore il più ammirevole dei meccanismi, ma all’energia termica utilizzata che, come abbiamo detto, è di cattiva qualità, nel senso che si presta poco alle trasformazioni.

È appunto per la grande complicazione dei particolari costruttivi della macchina a vapore che noi ci asteniamo dal darne la descrizione dettagliata; limitandoci solo a dire che le manovre di scambio delle comunicazioni del cilindro sono affidate alla stessa macchina per mezzo del cassetto di distribuzione, o di altri dispositivi; e che talvolta manca il refrigerante R, e il vapore, dopo compiuto il lavoro, passa direttamente dal cilindro all’aria libera. Altri organi molto ingegnosi permettono di regolare quantitativamente l’immissione del vapore secondo il bisogno, qualora la macchina debba sviluppare una quantità variabile di lavoro.