MOTOARELE TERMICE

                      MOTOARELE  TERMICE                         Un motor termic este o mașină termică motoare, care transformă căldura în lucru mecanic.

Un motor termic lucrează pe baza unui ciclu termodinamic realizat cu ajutorul unui fluid.

Întrucât, conform principiului al doilea al termodinamicii, entropia unui sistem nu poate decât să crească, doar o parte a căldurii preluate de la sursa de căldură (numită și sursa caldă) este transformată în lucru mecanic. Restul de căldură este transferat unui sistem cu temperatură mai mică, numit sursă rece.                                                                                                                       Încă din veacul al doilea î.e.n., Heron din Alexandria cunoştea forţa de expansiune a vaporilor şi a construit chiar o turbină cu reacţie. Invenţia lui nu a avut succes datorită faptului că relaţiile de producţie nu erau favorabile unei aplicaţii mai largi în practică.

          Abia în 1707, Demis Papiu reactualizează problema şi construieşte o maşină cu vapori pe care o instalează pe o corabie. Principiul de funcţionare era următorul: apa fierbea într-un cazan închis şi vaporii treceau într-un cilindru care împingea un piston; mişcarea alternativă a pistonului era comandată manual prin deschiderea şi închiderea unor robinete.                                                 Mai târziu, în anul 1765, scoţianul James Watt perfecţionează maşina cu vapori, dându-i forma definitivă sub care funcţionează şi astăzi.

          De-a lungul timpului, turbinele cu vapori s-au dezvoltat foarte mult, extinzându-se pe o scară tot mai largă. Vaporii de abur au o masă specifică mult mai mică decât a apei şi de aceea trebuie să intre în paletele turbinei cu o viteză mult mai mare. Această viteză ajunge uneori la 1 km/s iar presiunea la 200 at.                            Motoarele cu ardere internă sunt motoarele termice de cea mai largă răspândire. Ele au început să evolueze mult mai târziu datorită temperaturilor dezvoltate (cca 2000 °C) în corpul motorului. Din acest motiv dezvoltarea lor a avut loc odată cu dezvoltarea metalurgiei care a ajuns să producă oţeluri şi aliaje suficient de rezistente. Avantajul acestora faţă de turbinele cu abur este în principal că au gabarite mult mai reduse şi pot fi puse in funcţiune imediat. Astăzi se construiesc asemenea maşini cu puteri de 2500 CP la o greutate de numai 500g/CP.                                                    

Elementele componente ale motorului

    Astfel putem spune că motorul cu ardere internă, cu piston, este un motor termic care, prin evoluția amestecului combustibil, transformă energia termică în lucru mecanic. Evoluția amestecului combustibil în motor este realizată cu ajutorul pistonului, care, prin intermediul mecanismului bielă-manivelă, transformă mișcarea alternativă de translație în mișcare de rotație.

                În figura de mai sus se prezintă o secțiune printr-un motor termic cu piston:

1. bujie (în cazul unui motor diesel locul bujiei este luat de injector)
2. arbore cu came
3. supapa de admisie
4. galerie de admisie
5. chiulasă
6. blocul motor
7. arbore cotit
8. bielă
9. piston
10. bolț
11. segmenți
12. galerie de evacuare
13. supapa de evacuare
14. arbore cu came                                                                                                                                                             Una dintre cele mai importante aplicaţii practice ale principiilor termodinamicii este motorul termic. În cadrul unui motor termic, căldura este extrasă dintr-o substanţă aflată la o temperatură ridicată şi convertită parţial în lucru mecanic. Putem spune deci că motoarele termice transferă lucru mecanic exteriorului în schimbul energiei primite sub formă de căldură din mediul înconjurător. Motoarele termice nu au un randament de 100%, cum de altfel niciun motor construit de mâna omului nu are. În acest caz explicaţia este că energia termică rămasă (care nu este convertită în lucru mecanic) se pierde, fiind eliberată în mediul din vecinătatea motorului, care are o temperatură mai scăzută. Cel mai cunoscut motor termic este motorul cu aburifolosit la propulsarea locomotivei cu aburi. Şi primele generatoare electrice erau tot niştemotoare termice care, asemenea locomotivei cu aburi, foloseau apa pe post de agent termic, convertind de fapt puterea aburului în expansiune în lucru mecanic (vezi figura de mai jos).
    
    
                                        În figura de mai sus, introducerea de energie în sistem sub formă de căldură duce la creşterea temperaturii agentului termic folosit (în acest caz apa), lucru care îi permite acesteia să efectueze lucru mecanic. La temperaturi ridicate aburii (apa în stare gazoasă) împing  un piston care, la rândul său, generează şi întreţine mişcarea circulară a unei roţi. Acesta este mecanismul care stă la baza funcţionării locomotivei cu aburi              
15.              
16.