Màquines Tèrmiques i Motors d'Explosió

2n principi de la termodinàmica:

• Per fer fluir la calor d'un cos fred a un cos calent: Màquina tèrmica consumidora d'energia mecànica: Màquina frigorífica
• Per convertir la calor en treball: Màquina tèrmica generadora d'energia mecànica: Motor tèrmic o de combustió
• Com la calor no es pot transformar íntegrament en treball, les màquines tèrmiques tenen un rendiment: Eficiència tèrmica

Màquines tèrmiques.

Transformen l'energia tèrmica en treball (Ex. Motor d'explosió) o l'energia mecànica en energia tèrmica (Ex. Bomba de calor)

Màquines tèrmiques generadores d'energia mecànica:

• Reben calor d'una font d'alta temperatura (energia solar, petroli, carbó, etc.)
• Transformen en treball una certa quantitat de la calor que reben (normalment en forma d'eix en rotació)
• Alliberen una certa quantitat de calor a una font de baixa temperatura. (a l'aire, a un riu, al mar, etc.)
• Operen dins d'un cicle.

Màquines de combustió externa

Un fluid genera un Wu mitjançant les variacions de P, T i V, gràcies a la Q introduïda en el sistema amb la crema de combustible.

La combustió es realitza fora del fluid actiu, normalment a una caldera i, a través de les parets, la Q es transmet al fluid.

Aquest tipus de motors s'utilitzen a l'àmbit industrial i en vaixells per produir molt W.

Els η són molt baixos (més que en les màquines de combustió interna).

Màquines de combustió interna

• La combustió es produeix a l'interior de la màquina.
• El combustible es crema en el mateix fluid, constituït per combustible i comburent (benzina i aire).
• Els combustibles han de ser gasos o líquids vaporitzats per introduir-los fàcilment a la màquina.
• El treball realitzat és proporcional a la diferència de temperatura que es produeix a la combustió i la temperatura a la sortida dels gasos.

Màquines alternatives

Utilitzen un sistema de biela-manovella per convertir el moviment rectilini alternatiu en circular continu.

Motor d'explosió Otto (4T)

• Es produeix la combustió ràpida d'una barreja d'aire i benzina a l'interior del cilindre.
• La benzina se subministra a l'aire amb el carburador o la bomba d'injecció.
• La combustió en el cilindre es realitza per guspira amb les bugies.
• La transformació del moviment rectilini alternatiu del pistó es transforma en moviment circular continu del cigonyal.

Característiques i funcionament:

• Motor d'automòbils i motocicletes pesants.
• Utilitzen la benzina com a combustible.
• Per a l'execució d'un cicle de treball calen 4 recorreguts del pistó o dues voltes del cigonyal, cicle de 4 temps:
• Admissió de la mescla combustible en el cilindre.
• Compressió de la mescla.
• Explosió i expansió de la mescla comprimida.
• Escapament de gasos cremats.