Un motore termico è un motore che esegue lavoro utilizzando una fonte di energia termica.
Energia termica ( Riscaldatore Q) viene trasferito dalla sorgente al motore e il motore spende parte dell'energia ricevuta per svolgere lavoro W, energia non spesa ( frigorifero Q) viene inviato al frigorifero, il cui ruolo può essere svolto, ad esempio, dall'aria circostante. Il motore termico può funzionare solo se la temperatura del frigorifero è inferiore alla temperatura del riscaldatore.
Il coefficiente di prestazione (COP) di un motore termico può essere calcolato utilizzando la formula: Efficienza = W/Q ng.
Efficienza = 1 (100%) se tutta l'energia termica viene convertita in lavoro. Efficienza = 0 (0%) se nessuna energia termica viene convertita in lavoro.
L'efficienza di un motore termico reale varia da 0 a 1; maggiore è l'efficienza, più efficiente è il motore.
Q x /Q ng = T x /T ng Efficienza = 1-(Q x /Q ng) Efficienza = 1-(T x /T ng)
Considerando il terzo principio della termodinamica, che afferma che è impossibile raggiungere la temperatura dello zero assoluto (T=0K), possiamo dire che è impossibile sviluppare una macchina termica con rendimento=1, poiché Tx è sempre >0.
Maggiore è la temperatura del riscaldatore e minore è la temperatura del frigorifero, maggiore è l'efficienza di un motore termico.
Il lavoro compiuto dal motore è:
Questo processo fu considerato per la prima volta dall’ingegnere e scienziato francese N. L. S. Carnot nel 1824 nel libro “Riflessioni sulla forza motrice del fuoco e sulle macchine capaci di sviluppare questa forza”.
L'obiettivo della ricerca di Carnot era scoprire le ragioni dell'imperfezione dei motori termici dell'epoca (avevano un'efficienza ≤ 5%) e trovare modi per migliorarli.
Il ciclo di Carnot è il più efficiente di tutti. La sua efficienza è massima.
La figura mostra i processi termodinamici del ciclo. Durante l'espansione isotermica (1-2) a temperatura T 1 , il lavoro viene svolto a causa di una variazione dell'energia interna del riscaldatore, ovvero a causa della fornitura di calore al gas Q:
UN 12 = Q 1 ,
Il raffreddamento del gas prima della compressione (3-4) avviene durante l'espansione adiabatica (2-3). Cambiamento di energia interna ∆U 23 durante una trasformazione adiabatica ( Q = 0) viene completamente convertito in lavoro meccanico:
UN 23 = -ΔU 23 ,
La temperatura del gas a seguito dell'espansione adiabatica (2-3) scende alla temperatura del frigorifero T 2 < T 1 . Nel processo (3-4), il gas viene compresso isotermicamente, trasferendo la quantità di calore al frigorifero Domanda 2:
A34 = Q2,
Il ciclo termina con il processo di compressione adiabatica (4-1), in cui il gas viene riscaldato ad una certa temperatura T1.
Valore massimo di efficienza dei motori termici a gas ideali secondo il ciclo di Carnot:
.
L'essenza della formula è espressa nel provato CON. Teorema di Carnot secondo cui l'efficienza di qualsiasi motore termico non può superare l'efficienza di un ciclo di Carnot effettuato alla stessa temperatura del riscaldatore e del frigorifero.
Argomento: “Il principio di funzionamento di un motore termico. Motore termico con la massima efficienza."
Modulo: Lezione combinata utilizzando la tecnologia informatica.
Obiettivi:
Piano di lezione.
NO. |
Domande |
Tempo |
| 1 | Mostra la necessità dell'uso di motori termici nelle condizioni moderne. | |
| 2 | Ripetizione del concetto di “motore termico”. Tipi di motori termici: motori a combustione interna (carburatore, diesel), turbine a vapore e a gas, motori a turbogetto e a razzo. | |
| 3 | Spiegazione del nuovo materiale teorico. Schema e struttura di una macchina termica, principio di funzionamento, rendimento. Ciclo di Carnot, motore termico ideale, suo rendimento. Confronto tra l'efficienza di un motore termico reale e ideale. |
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| 4 | Soluzione del problema n. 703 (Stepanova), n. 525 (Bendrikov). | |
| 5 | Lavorare con un modello di motore termico. |
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| 6 | Riassumendo. Compiti a casa § 33, problemi n. 700 e n. 697 (Stepanova) |
Materiale teorico
Fin dall'antichità l'uomo ha desiderato liberarsi dallo sforzo fisico o alleggerirlo nel muovere qualcosa, per avere più forza e velocità.
Sono state create leggende sui tappeti degli aeroplani, sugli stivali delle sette leghe e sui maghi che trasportavano una persona in terre lontane con il movimento di una bacchetta. Quando si trasportavano carichi pesanti, le persone hanno inventato i carrelli perché sono più facili da spostare. Quindi adattarono gli animali: buoi, cervi, cani e soprattutto cavalli. Ecco come apparivano carri e carrozze. Nelle carrozze si cercava la comodità, migliorandole sempre di più.
Il desiderio delle persone di aumentare la velocità ha anche accelerato il cambiamento degli eventi nella storia dello sviluppo dei trasporti. Dal greco "autos" - "se stesso" e dal latino "mobilis" - "mobile", nelle lingue europee si è formato l'aggettivo "semovente", letteralmente "automobile".
Si applicava agli orologi, alle bambole automatiche, a tutti i tipi di meccanismi, in generale, a tutto ciò che serviva come una sorta di aggiunta alla “continuazione”, al “miglioramento” di una persona. Nel XVIII secolo tentarono di sostituire la manodopera con la forza del vapore e applicarono il termine “macchina” ai carri senza cingoli.
Perché l'era dell'auto è iniziata con le prime “auto a benzina” con motore a combustione interna, inventate e costruite nel 1885-1886? Come se si dimenticassero degli equipaggi a vapore e a batteria (elettrici). Il fatto è che il motore a combustione interna ha fatto una vera rivoluzione nella tecnologia dei trasporti. Per molto tempo si è rivelata la più coerente con l'idea di un'auto e quindi ha mantenuto a lungo la sua posizione dominante. La quota di veicoli con motore a combustione interna rappresenta oggi oltre il 99,9% del trasporto stradale globale.<Allegato 1 >
Parti principali di una macchina termica
Nella tecnologia moderna, l'energia meccanica è ottenuta principalmente dall'energia interna del carburante. I dispositivi in cui l'energia interna viene convertita in energia meccanica sono chiamati motori termici.<Appendice 2 >
Per eseguire il lavoro bruciando carburante in un dispositivo chiamato riscaldatore, è possibile utilizzare un cilindro in cui il gas viene riscaldato ed espanso e muove un pistone.<Appendice 3 > Il gas la cui espansione provoca il movimento del pistone è chiamato fluido di lavoro. Il gas si espande perché la sua pressione è superiore alla pressione esterna. Ma man mano che il gas si espande, la sua pressione diminuisce e prima o poi diventerà uguale alla pressione esterna. Quindi l'espansione del gas finirà e smetterà di lavorare.
Cosa si dovrebbe fare affinché il funzionamento del motore termico non si interrompa? Affinché il motore possa funzionare ininterrottamente, è necessario che il pistone, dopo aver espanso il gas, ritorni ogni volta nella sua posizione originale, comprimendo il gas allo stato originale. La compressione di un gas può avvenire solo sotto l'influenza di una forza esterna, che in questo caso funziona (la forza della pressione del gas in questo caso compie lavoro negativo). Successivamente possono verificarsi nuovamente processi di espansione e compressione del gas. Ciò significa che il funzionamento di un motore termico deve consistere nel ripetere periodicamente processi (cicli) di espansione e compressione.
La Figura 1 mostra graficamente i processi di espansione del gas (riga AB) e compressione al volume originale (line CD). Il lavoro compiuto dal gas durante l'espansione è positivo ( AF > 0 ABEF. Il lavoro compiuto dal gas durante la compressione è negativo (poiché AF< 0
) ed è numericamente uguale all'area della figura CDEF. Il lavoro utile per questo ciclo è numericamente pari alla differenza delle aree sotto le curve AB E CD(ombreggiato nella foto).
La presenza di un riscaldatore, di un fluido di lavoro e di un frigorifero è una condizione fondamentalmente necessaria per il funzionamento ciclico continuo di qualsiasi motore termico.
Efficienza del motore termico
Il fluido di lavoro, ricevendo una certa quantità di calore Q 1 dal riscaldatore, cede parte di questa quantità di calore, uguale in modulo |Q2|, al frigorifero. Pertanto, il lavoro svolto non può essere maggiore A = Q1 - |Q2 |. Viene chiamato il rapporto tra questo lavoro e la quantità di calore ricevuta dal gas in espansione dal riscaldatore efficienza motore termico:
L'efficienza di un motore termico funzionante a ciclo chiuso è sempre inferiore a uno. Il compito dell'ingegneria termoelettrica è quello di rendere l'efficienza più alta possibile, cioè di utilizzare quanto più calore possibile ricevuto dal riscaldatore per produrre lavoro. Come è possibile raggiungere questo obiettivo?
Per la prima volta, il processo ciclico più perfetto, costituito da isoterme e adiabati, fu proposto dal fisico e ingegnere francese S. Carnot nel 1824.
Ciclo di Carnot.
Supponiamo che il gas si trovi in un cilindro, le cui pareti e pistone sono costituiti da materiale termoisolante e il fondo è costituito da un materiale ad alta conduttività termica. Il volume occupato dal gas è pari a V1.
Portiamo la bombola a contatto con il riscaldatore (Figura 2) e diamo la possibilità al gas di espandersi isotermicamente e di compiere lavoro . Il gas riceve una certa quantità di calore dal riscaldatore Domanda 1. Questo processo è rappresentato graficamente da un'isoterma (curva AB).
Quando il volume del gas diventa uguale ad un certo valore V1'< V 2 ,
il fondo del cilindro è isolato dal riscaldatore ,
Successivamente il gas si espande adiabaticamente fino al volume V2, corrispondente alla corsa massima possibile del pistone nel cilindro (adiabatico Sole). In questo caso, il gas viene raffreddato ad una temperatura T2< T 1 .
Il gas raffreddato può ora essere compresso isotermamente a temperatura T2. Per fare ciò deve essere messo a contatto con un corpo avente la stessa temperatura T2, cioè con un frigorifero ,
e comprimere il gas con una forza esterna. Tuttavia, in questo processo il gas non tornerà al suo stato originale: la sua temperatura sarà sempre inferiore a quella T1.
Pertanto la compressione isotermica viene portata ad un certo volume intermedio V2'>V1(isoterma CD). In questo caso il gas cede calore al frigorifero Q2, pari al lavoro di compressione compiuto su di esso. Successivamente, il gas viene compresso adiabaticamente fino a raggiungere un volume V1, allo stesso tempo la sua temperatura sale a T1(adiabatico D.A.). Ora il gas è tornato al suo stato originale, in cui il suo volume è uguale a V 1, la temperatura - T1, pressione - pag 1, e il ciclo può essere ripetuto di nuovo.
Quindi, sul sito ABC il gas funziona (A > 0), e sul sito CDA lavoro svolto sul gas (UN< 0).
Nei siti Sole E ANNO DOMINI il lavoro viene svolto solo modificando l'energia interna del gas. Dal momento che il cambiamento di energia interna CUB = –UDA, allora il lavoro durante le trasformazioni adiabatiche è uguale: ABC = –ADA. Di conseguenza, il lavoro totale svolto per ciclo è determinato dalla differenza di lavoro svolto durante i processi isotermici (sezioni AB E CD). Numericamente, questo lavoro è uguale all’area della figura delimitata dalla curva del ciclo ABCD.
Solo una parte della quantità di calore viene effettivamente convertita in lavoro utile QT, ricevuto dal riscaldatore, pari a QT 1 – |QT 2 |. Quindi, nel ciclo di Carnot, lavoro utile A = QT1 – |QT2 |.
La massima efficienza di un ciclo ideale, come dimostrato da S. Carnot, può essere espressa in termini di temperatura del riscaldatore (T1) e frigorifero (T2):
Nei motori reali non è possibile realizzare un ciclo costituito da processi ideali isotermici e adiabatici. Pertanto, l'efficienza del ciclo effettuato nei motori reali è sempre inferiore all'efficienza del ciclo di Carnot (alle stesse temperature di riscaldatori e frigoriferi):
La formula mostra che quanto più alta è la temperatura del riscaldatore e quanto più bassa è la temperatura del frigorifero, tanto maggiore è l'efficienza del motore.
Problema n. 703
Il motore funziona secondo il ciclo di Carnot. Come cambierà l'efficienza di un motore termico se, a una temperatura costante del frigorifero di 17 o C, la temperatura del riscaldatore aumenta da 127 a 447 o C?
Problema n. 525
Determinare il rendimento del motore di un trattore, che richiede 1,5 kg di carburante con un calore specifico di combustione di 4,2 · 107 J/kg per compiere un lavoro di 1,9 × 107 J.
Fare un test al computer sull'argomento.<Appendice 4 > Lavorare con un modello di motore termico.
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Per risolvere i problemi, è necessario utilizzare espressioni note per determinare l'efficienza dei motori termici e tenere presente che l'espressione (13.17) è valida solo per un motore termico ideale.
Compito 1.
Nella caldaia di una macchina a vapore la temperatura è di 160°C, mentre la temperatura del frigorifero è di 10°C.
Qual è il lavoro massimo che teoricamente può compiere una macchina se in un forno con un rendimento del 60% viene bruciato carbone del peso di 200 kg con un calore specifico di combustione di 2,9 10 7 J/kg?
Soluzione.
Il lavoro massimo può essere compiuto da una macchina termica ideale funzionante secondo il ciclo di Carnot, il cui rendimento è η = (T 1 - T 2)/T 1, dove T 1 e T 2 sono le temperature assolute del riscaldatore e frigorifero. Per qualsiasi motore termico, l'efficienza è determinata dalla formula η = A/Q 1, dove A è il lavoro svolto dal motore termico, Q 1 è la quantità di calore ricevuta dalla macchina dal riscaldatore.
Dalle condizioni del problema è chiaro che Q 1 fa parte della quantità di calore rilasciato durante la combustione del combustibile: Q 1 = η 1 mq.
Allora dove si trova A = η 1 mq(1 - T 2 /T 1) = 1.2 10 9 J.
Compito 2.
Una macchina a vapore con potenza N = 14,7 kW consuma carburante del peso di m = 8,1 kg per 1 ora di funzionamento, con un calore specifico di combustione q = 3,3 10 7 J/kg.
Temperatura caldaia 200 °C, frigorifero 58 °C.
Determina l'efficienza di questa macchina e confrontala con l'efficienza di un motore termico ideale.
Soluzione.
L'efficienza di un motore termico è pari al rapporto tra il lavoro meccanico completato A e la quantità di calore spesa Qlt rilasciata durante la combustione del carburante.
Quantità di calore Q 1 = mq.
Lavoro compiuto nello stesso tempo A = Nt.
Pertanto, η = A/Q 1 = Nt/qm = 0,198, ovvero η ≈ 20%.
Per un motore termico ideale 
η < η ид.
Compito 3.
Un motore termico ideale con efficienza η funziona in un ciclo inverso (Fig. 13.15).
Qual è la massima quantità di calore che può essere prelevata dal frigorifero eseguendo il lavoro meccanico A?
Poiché la macchina frigorifera funziona in un ciclo inverso, affinché il calore si trasferisca da un corpo meno riscaldato a uno più riscaldato, è necessario che le forze esterne compiano un lavoro positivo.
Schema schematico di una macchina frigorifera: una quantità di calore Q 2 viene prelevata dal frigorifero, viene compiuto lavoro da forze esterne e una quantità di calore Q 1 viene ceduta al riscaldatore.
Quindi, 
Q2 = Q1 (1 - η), Q1 = A/η.
Infine, Q 2 = (A/η)(1 - η).
Fonte: "Fisica - 10a elementare", 2014, libro di testo Myakishev, Bukhovtsev, Sotsky
Fondamenti di termodinamica. Fenomeni termici - Fisica, libro di testo per la 10a elementare - Fisica in classe
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Cos'è un sistema termodinamico e quali parametri ne caratterizzano lo stato.
Enunciare il primo e il secondo principio della termodinamica.
Fu la creazione della teoria delle macchine termiche che portò alla formulazione della seconda legge della termodinamica.
Le riserve di energia interna della crosta terrestre e degli oceani possono essere considerate praticamente illimitate. Ma per risolvere problemi pratici non basta avere riserve di energia. È inoltre necessario essere in grado di utilizzare l'energia per mettere in movimento macchine utensili in fabbriche e fabbriche, veicoli, trattori e altre macchine, per ruotare i rotori dei generatori di corrente elettrica, ecc. L'umanità ha bisogno di motori, dispositivi in grado di svolgere lavoro. La maggior parte dei motori sulla Terra lo sono motori termici.
Motori termici- si tratta di dispositivi che convertono l'energia interna del carburante in lavoro meccanico.
Principio di funzionamento dei motori termici.
Affinché un motore funzioni, è necessario che vi sia una differenza di pressione su entrambi i lati del pistone del motore o delle pale della turbina. In tutti i motori termici, questa differenza di pressione si ottiene aumentando la temperatura fluido di lavoro(gas) di centinaia o migliaia di gradi rispetto alla temperatura ambiente. Questo aumento di temperatura si verifica quando il carburante brucia.
Una delle parti principali del motore è un recipiente pieno di gas con un pistone mobile. Il fluido di lavoro di tutti i motori termici è il gas, che funziona durante l'espansione. Indichiamo la temperatura iniziale del fluido di lavoro (gas) con T 1 . Questa temperatura nelle turbine o nelle macchine a vapore viene raggiunta dal vapore nella caldaia a vapore. Nei motori a combustione interna e nelle turbine a gas, l'aumento di temperatura avviene quando il carburante brucia all'interno del motore stesso. Si chiama temperatura T 1 temperatura del riscaldatore.
Il ruolo del frigorifero.
Durante il lavoro, il gas perde energia e inevitabilmente si raffredda fino ad una certa temperatura T2, che solitamente è leggermente superiore alla temperatura ambiente. La chiamano temperatura del frigorifero. Il frigorifero è l'atmosfera o dispositivi speciali per il raffreddamento e la condensazione del vapore di scarico - condensatori. In quest'ultimo caso, la temperatura del frigorifero potrebbe essere leggermente inferiore alla temperatura ambiente.
Pertanto, in un motore, il fluido di lavoro durante l'espansione non può rinunciare a tutta la sua energia interna per compiere lavoro. Una parte del calore viene inevitabilmente trasferita al frigorifero (atmosfera) insieme al vapore di scarico o ai gas di scarico dei motori a combustione interna e delle turbine a gas.
Questa parte dell'energia interna del carburante viene persa. Una macchina termica esegue lavoro grazie all'energia interna del fluido di lavoro. Inoltre, in questo processo, il calore viene ceduto dai corpi più caldi (riscaldatore) a quelli più freddi (frigorifero). Il diagramma schematico di un motore termico è mostrato nella Figura 13.13.
Il fluido di lavoro del motore riceve dal riscaldatore durante la combustione del carburante la quantità di calore Q 1, esegue il lavoro A" e trasferisce la quantità di calore al frigorifero Domanda 2< Q 1 .
Affinché il motore funzioni continuamente, è necessario riportare il fluido di lavoro al suo stato iniziale, al quale la temperatura del fluido di lavoro è pari a T 1. Ne consegue che il motore funziona secondo processi chiusi che si ripetono periodicamente o, come si suol dire, in un ciclo.
Cicloè una serie di processi a seguito dei quali il sistema ritorna al suo stato iniziale.
Coefficiente di prestazione (efficienza) di un motore termico.
L'impossibilità di convertire completamente l'energia interna del gas nel lavoro dei motori termici è dovuta all'irreversibilità dei processi in natura. Se il calore potesse ritornare spontaneamente dal frigorifero al riscaldatore, allora l’energia interna potrebbe essere completamente convertita in lavoro utile da qualsiasi motore termico. La seconda legge della termodinamica può essere enunciata come segue:
Seconda legge della termodinamica:
È impossibile creare una macchina a moto perpetuo del secondo tipo, che converta completamente il calore in lavoro meccanico.
Secondo la legge di conservazione dell’energia il lavoro compiuto dal motore è pari a:
A" = Q1 - |Q2 |, (13.15)
dove Q1 è la quantità di calore ricevuta dal riscaldatore e Q2 è la quantità di calore ceduta al frigorifero.
Il coefficiente di prestazione (efficienza) di un motore termico è il rapporto tra il lavoro "A" svolto dal motore e la quantità di calore ricevuta dal riscaldatore:
Poiché tutti i motori trasferiscono una certa quantità di calore al frigorifero, allora η< 1.
Valore massimo di rendimento dei motori termici.
Le leggi della termodinamica consentono di calcolare la massima efficienza possibile di un motore termico funzionante con un riscaldatore alla temperatura T1 e un frigorifero alla temperatura T2, nonché di determinare le modalità per aumentarla.
Per la prima volta il rendimento massimo possibile di una macchina termica fu calcolato dall'ingegnere e scienziato francese Sadi Carnot (1796-1832) nella sua opera “Riflessioni sulla forza motrice del fuoco e sulle macchine capaci di sviluppare questa forza” (1824 ).
Carnot inventò un motore termico ideale con un gas ideale come fluido di lavoro. Un motore termico di Carnot ideale funziona su un ciclo costituito da due isoterme e due adiabati, e questi processi sono considerati reversibili (Fig. 13.14). Innanzitutto, un recipiente contenente gas viene messo in contatto con il riscaldatore, il gas si espande isotermamente, compiendo lavoro positivo, alla temperatura T 1, e riceve una quantità di calore Q 1.
Quindi la nave viene isolata termicamente, il gas continua ad espandersi adiabaticamente, mentre la sua temperatura scende alla temperatura del frigorifero T 2. Successivamente il gas viene portato a contatto con il frigorifero; durante la compressione isotermica cede la quantità di calore Q 2 al frigorifero, comprimendolo fino ad un volume V 4< V 1 . Затем сосуд снова теплоизолируют, газ сжимается адиабатно до объёма V 1 и возвращается в первоначальное состояние. Для КПД этой машины было получено следующее выражение:
Come segue dalla formula (13.17), l'efficienza di una macchina di Carnot è direttamente proporzionale alla differenza delle temperature assolute del riscaldatore e del frigorifero.
Il significato principale di questa formula è che indica il modo per aumentare l'efficienza, per questo è necessario aumentare la temperatura del riscaldatore o abbassare la temperatura del frigorifero.
Qualsiasi motore termico reale funzionante con un riscaldatore alla temperatura T1 e un frigorifero alla temperatura T2 non può avere un'efficienza superiore a quella di un motore termico ideale: 
I processi che compongono il ciclo di una vera macchina termica non sono reversibili.
La formula (13.17) fornisce un limite teorico per il valore massimo di efficienza dei motori termici. Ciò dimostra che un motore termico è tanto più efficiente quanto maggiore è la differenza di temperatura tra il riscaldatore e il frigorifero.
Solo a una temperatura del frigorifero pari allo zero assoluto η = 1. Inoltre, è stato dimostrato che l'efficienza calcolata utilizzando la formula (13.17) non dipende dalla sostanza di lavoro.
Ma la temperatura del frigorifero, il cui ruolo è solitamente svolto dall'atmosfera, praticamente non può essere inferiore alla temperatura dell'aria ambiente. È possibile aumentare la temperatura del riscaldatore. Tuttavia, qualsiasi materiale (solido) ha una resistenza al calore o una resistenza al calore limitate. Quando riscaldato, perde gradualmente le sue proprietà elastiche e ad una temperatura sufficientemente elevata si scioglie.
Ora gli sforzi principali degli ingegneri sono volti ad aumentare l'efficienza dei motori riducendo l'attrito delle loro parti, le perdite di carburante dovute alla combustione incompleta, ecc.
Per una turbina a vapore, le temperature iniziale e finale del vapore sono approssimativamente le seguenti: T 1 - 800 K e T 2 - 300 K. A queste temperature, il valore di efficienza massimo è del 62% (notare che l'efficienza viene solitamente misurata in percentuale) . Il valore effettivo del rendimento dovuto alle varie tipologie di perdite energetiche è pari a circa il 40%. L'efficienza massima - circa il 44% - è raggiunta dai motori Diesel.
Protezione ambientale.
È difficile immaginare il mondo moderno senza motori termici. Sono loro che ci garantiscono una vita confortevole. I motori termici guidano i veicoli. Circa l’80% dell’energia elettrica, nonostante la presenza delle centrali nucleari, viene generata utilizzando motori termici.
Tuttavia, durante il funzionamento dei motori termici, si verifica un inevitabile inquinamento ambientale. Questa è una contraddizione: da un lato l'umanità ha bisogno ogni anno sempre più energia, la maggior parte della quale è ottenuta attraverso la combustione di carburante, dall'altro i processi di combustione sono inevitabilmente accompagnati dall'inquinamento ambientale.
Quando il carburante brucia, il contenuto di ossigeno nell'atmosfera diminuisce. Inoltre, i prodotti della combustione stessi formano composti chimici dannosi per gli organismi viventi. L'inquinamento avviene non solo a terra, ma anche nell'aria, poiché qualsiasi volo aereo è accompagnato da emissioni di impurità nocive nell'atmosfera.
Una delle conseguenze dei motori è la formazione di anidride carbonica, che assorbe la radiazione infrarossa dalla superficie terrestre, con conseguente aumento della temperatura atmosferica. Questo è il cosiddetto effetto serra. Le misurazioni mostrano che la temperatura atmosferica aumenta di 0,05 °C all'anno. Un aumento così continuo della temperatura può causare lo scioglimento del ghiaccio, che a sua volta porterà a cambiamenti nel livello dell’acqua negli oceani, cioè all’inondazione dei continenti.
Notiamo un altro punto negativo quando si utilizzano motori termici. Pertanto, a volte l'acqua dei fiumi e dei laghi viene utilizzata per raffreddare i motori. L'acqua riscaldata viene quindi restituita. Un aumento della temperatura nei corpi idrici sconvolge l'equilibrio naturale; questo fenomeno è chiamato inquinamento termico.
Per proteggere l'ambiente, vengono ampiamente utilizzati vari filtri detergenti per prevenire il rilascio di sostanze nocive nell'atmosfera e la progettazione dei motori viene migliorata. C'è un continuo miglioramento del carburante che produce meno sostanze nocive durante la combustione, così come della tecnologia della sua combustione. Si stanno sviluppando attivamente fonti energetiche alternative che utilizzano il vento, la radiazione solare e l’energia nucleare. Vengono già prodotti veicoli elettrici e ad energia solare.
