Motore a scoppio, tesina

Il motore a scoppio

Tra scienza e passione

A cura di:

Irene Conte

5 H Liceo delle Scienze Umane con opzione Economico Sociale 1

“N. Forteguerri”

Il motore a combustione interna

Rappresenta la più diffusa macchina termica mai realizzata dall'uomo, ed oggigiorno il suo impiego trova infinite applicazioni.

Il motore a scoppio si è adattato velocemente ai bisogni civili ed industriali dell'uomo, consentendo la realizzazione dell'automobile, della motocicletta, di velivoli e della produzione di energia laddove era impossibile con altri mezzi.

Ha accorciato le distanze, rendendo possibile viaggiare a velocità sempre maggiori, ed ha migliorato le comunicazioni, il trasporto delle merci e gli scambi culturali. 2

Mappa concettuale

Il motore a scoppio Termodinamica I rischi psico-sociali del sistema di fabbrica

Storia del motore: seconda rivoluzione industriale Henry Ford

Il motore a combustione interna

Il motore a combustione interna è una macchina il cui funzionamento prevede l'assorbimento di energia da una sorgente di calore e la sua trasformazione in lavoro meccanico.

Il motore a combustione interna, detto anche endotermico, prende tale nome dal fatto che la combustione della miscela avviene al suo interno. 4

Funzionamento del motore a scoppio

Il motore endotermico è alimentato da una miscela di aria e benzina, che viene trasformata in lavoro meccanico mediante il processo di combustione, che produce calore e pressione.

Esistono molteplici tipologie di motori a combustione interna. 5

Per esempio

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Motore rotativo o Wankel

Il motore Wankel è un motore a combustione interna rotativo perché il pistone non si muove di moto rettilineo alternato ma ruota intorno a un asse.

Motore alternativo

Il motore alternativo è un motore a combustione interna nel quale il pistone si muove di moto rettilineo alternato. 7

Oggi tratterò solo del motore alternativo che è quello più utilizzato 8

Il motore e la termodinamica

Come ho già detto, il motore a combustione interna è una macchina termica e il suo funzionamento dipende dai principi della termodinamica 9

Termodinamica

La termodinamica è la parte della fisica che si occupa di studiare le leggi con cui i corpi scambiano (ricevono e cedono) calore e lavoro con l'ambiente che li circonda.

In particolare, la termodinamica si occupa delle trasformazioni di calore in lavoro che hanno luogo in tutte le macchine termiche. 10

La termodinamica si basa principalmente su due principi. Oggi parlerò soltanto del primo in quanto spiega come appunto funziona una macchina termica, e il secondo ne è solo una conseguenza.

Primo principio

Alla base del primo principio della termodinamica ci sono le diverse trasformazioni termodinamiche:

• Trasformazione isòbara: è la trasformazione del gas che avviene a pressione costante, variano volume e temperatura.
• Trasformazione isòcora: avviene a volume costante, variano quindi pressione e temperatura.
• Trasformazione isotérma: avviene a temperatura costante e variano pressione e volume.
• Trasformazione adiabatica: variano tutte e tre le caratteristiche del gas. 11

La trasformazione che avviene dentro il motore a scoppio è la trasformazione ciclica 12

Nella trasformazione ciclica, se lo stato iniziale è uguale a quello finale, la variazione di energia è nulla,

∆Ĕ

quindi uguale a zero.

Applicando a questa trasformazione l'enunciato del primo principio per il quale la variazione di energia interna di un sistema è uguale alla differenza tra il calore Q assorbito e il lavoro L compiuto dal sistema (∆Ĕ = Đ – ċ)

ne consegue che:

∆Đ = 0 Đ – ċ = 0 Đ

= ċ

Il lavoro assorbito complessivamente è uguale al lavoro compiuto 13

Caratteristiche del motore endotermico

Prima di verificare l'applicazione del primo principio sul motore endotermico ne spiego le caratteristiche 14