Toplotni motor je motor, ki opravlja delo z uporabo vira toplotne energije.
Termalna energija ( Grelec Q) se prenese od vira do motorja, motor pa del prejete energije porabi za opravljanje dela W, neporabljena energija ( hladilnik Q) se pošlje v hladilnik, katerega vlogo lahko igra na primer okoliški zrak. Toplotni stroj lahko deluje le, če je temperatura hladilnika nižja od temperature grelnika.
Koeficient učinkovitosti (COP) toplotnega motorja se lahko izračuna po formuli: Učinkovitost = W/Q ng.
Učinkovitost = 1 (100 %), če se vsa toplotna energija pretvori v delo. Učinkovitost = 0 (0 %), če se toplotna energija ne pretvori v delo.
Izkoristek pravega toplotnega stroja se giblje od 0 do 1; višji kot je izkoristek, učinkovitejši je motor.
Q x /Q ng = T x /T ng Učinkovitost = 1-(Q x /Q ng) Učinkovitost = 1-(T x /T ng)
Glede na tretji zakon termodinamike, ki pravi, da je nemogoče doseči temperaturo absolutne ničle (T=0K), lahko rečemo, da je nemogoče razviti toplotni stroj z izkoristkom=1, saj je Tx vedno >0.
Višja kot je temperatura grelnika in nižja temperatura hladilnika, večji je izkoristek toplotnega stroja.
Delo, ki ga opravi motor, je:
Ta proces je prvi obravnaval francoski inženir in znanstvenik N. L. S. Carnot leta 1824 v knjigi »Razmišljanja o pogonski sili ognja in o strojih, ki so sposobni razviti to silo«.
Cilj Carnotovega raziskovanja je bil odkriti razloge za nepopolnost takratnih toplotnih strojev (imeli so izkoristek ≤ 5%) in najti načine za njihovo izboljšavo.
Carnotov cikel je najučinkovitejši od vseh. Njegova učinkovitost je največja.
Slika prikazuje termodinamične procese cikla. Med izotermično ekspanzijo (1-2) pri temp T 1 , delo se opravi zaradi spremembe notranje energije grelnika, to je zaradi dovajanja toplote plinu Q:
A 12 = Q 1 ,
Hlajenje plina pred stiskanjem (3-4) se pojavi med adiabatnim širjenjem (2-3). Sprememba notranje energije ΔU 23 med adiabatnim procesom ( Q = 0) popolnoma pretvori v mehansko delo:
A 23 = -ΔU 23 ,
Temperatura plina kot posledica adiabatne ekspanzije (2-3) pade na temperaturo hladilnika T 2 < T 1 . V procesu (3-4) je plin izotermično stisnjen, pri čemer prenese količino toplote v hladilnik 2. vprašanje:
A 34 = Q 2,
Cikel se zaključi s procesom adiabatne kompresije (4-1), pri katerem se plin segreje na temperaturo T 1.
Največja vrednost izkoristka idealnih plinskih toplotnih strojev po Carnotovem ciklu:
.
Bistvo formule je izraženo v dokazanem Z. Carnotov izrek, da učinkovitost katerega koli toplotnega stroja ne more preseči učinkovitosti Carnotovega cikla, ki se izvaja pri enaki temperaturi grelnika in hladilnika.
Tema: "Načelo delovanja toplotnega stroja. Toplotni motor z najvišjo učinkovitostjo."
Oblika: Kombinirani pouk z uporabo računalniške tehnologije.
Cilji:
Učni načrt.
št. |
Vprašanja |
Čas |
| 1 | Pokažite potrebo po uporabi toplotnih strojev v sodobnih razmerah. | |
| 2 | Ponovitev koncepta "toplotni stroj". Vrste toplotnih strojev: motorji z notranjim zgorevanjem (uplinjač, dizel), parne in plinske turbine, turboreaktivni in raketni motorji. | |
| 3 | Razlaga nove teoretične snovi. Shema in struktura toplotnega stroja, princip delovanja, izkoristek. Carnotov cikel, idealni toplotni stroj, njegov izkoristek. Primerjava izkoristka realnega in idealnega toplotnega stroja. |
|
| 4 | Rešitev problema št. 703 (Stepanova), št. 525 (Bendrikov). | |
| 5 | Delo z modelom toplotnega stroja. |
|
| 6 | Povzemanje. Domača naloga § 33, naloge št. 700 in št. 697 (Stepanova) |
Teoretično gradivo
Človek si je že od pradavnine želel osvoboditi fizičnega napora oziroma ga olajšati pri premikanju, imeti več moči in hitrosti.
Ustvarjene so bile legende o letalskih preprogah, sedemligaških škornjih in čarovnikih, ki človeka z zamahom palice odnesejo v daljne dežele. Pri prenašanju težkih bremen so si ljudje izmislili vozičke, ker jih je lažje kotaliti. Nato so prilagodili živali – vole, jelene, pse, predvsem pa konje. Tako so se pojavili vozički in kočije. V kočijah so ljudje iskali udobje in jih vse bolj izboljševali.
Želja ljudi po povečanju hitrosti je tudi pospešila spreminjanje dogodkov v zgodovini razvoja prometa. Iz grškega "autos" - "sam" in latinskega "mobilis" - "mobilen" je v evropskih jezikih nastal pridevnik "samohodni", dobesedno "avtomobil".
Veljalo je za ure, avtomatske lutke, za vse vrste mehanizmov, na splošno za vse, kar je služilo kot nekakšen dodatek k "nadaljevanju", "izboljšavi" osebe. V 18. stoletju so skušali delovno silo nadomestiti s parnim pogonom in za brezsledne vozove uporabili izraz »avtomobil«.
Zakaj se je doba avtomobila začela s prvimi "bencinskimi avtomobili" z motorjem z notranjim zgorevanjem, ki so bili izumljeni in izdelani v letih 1885-1886? Kot bi pozabili na parne in baterijske (električne) ekipe. Dejstvo je, da je motor z notranjim zgorevanjem naredil pravo revolucijo v prometni tehnologiji. Dolgo časa se je izkazalo, da je najbolj skladna z idejo avtomobila in je zato dolgo obdržala svoj dominantni položaj. Delež vozil z motorji z notranjim izgorevanjem danes predstavlja več kot 99,9 % svetovnega cestnega prometa.<Priloga 1 >
Glavni deli toplotnega stroja
V sodobni tehnologiji se mehanska energija pridobiva predvsem iz notranje energije goriva. Naprave, v katerih se notranja energija pretvarja v mehansko, imenujemo toplotni stroji.<Dodatek 2 >
Za opravljanje dela z zgorevanjem goriva v napravi, imenovani grelec, lahko uporabite valj, v katerem se plin segreva in širi ter premika bat.<Dodatek 3 > Plin, katerega raztezanje povzroči premikanje bata, se imenuje delovna tekočina. Plin se širi, ker je njegov tlak višji od zunanjega tlaka. Ko pa se plin razširi, njegov tlak pade in prej ali slej bo postal enak zunanjemu tlaku. Takrat se bo raztezanje plina končalo in prenehal bo delovati.
Kaj storiti, da se delovanje toplotnega stroja ne ustavi? Za neprekinjeno delovanje motorja je potrebno, da se bat po ekspanziji plina vsakič vrne v prvotni položaj in stisne plin v prvotno stanje. Stiskanje plina lahko nastane le pod vplivom zunanje sile, ki v tem primeru opravlja delo (tlačna sila plina v tem primeru opravlja negativno delo). Po tem se lahko ponovno pojavijo procesi ekspanzije in stiskanja plina. To pomeni, da mora biti delovanje toplotnega stroja sestavljeno iz periodično ponavljajočih se procesov (ciklov) raztezanja in stiskanja.
Slika 1 grafično prikazuje procese raztezanja plina (črta AB) in stiskanje na prvotno glasnost (vrstica CD). Delo, ki ga opravi plin med raztezanjem, je pozitivno ( AF > 0 ABEF. Delo, ki ga opravi plin med stiskanjem, je negativno (ker A.F.< 0
) in je številčno enaka površini slike CDEF. Koristno delo za ta cikel je številčno enako razliki površin pod krivuljami AB in CD(na sliki senčeno).
Prisotnost grelnika, delovne tekočine in hladilnika je bistveno potreben pogoj za neprekinjeno ciklično delovanje katerega koli toplotnega motorja.
Učinkovitost toplotnega motorja
Delovna tekočina, ki prejme določeno količino toplote Q 1 od grelnika, odda del te količine toplote, enak modulu |Q2|, v hladilnik. Zato opravljeno delo ne more biti večje A = Q 1 - |Q 2 |. Razmerje med tem delom in količino toplote, ki jo prejme plin, ki se širi iz grelnika, se imenuje učinkovitost toplotni motor:
Izkoristek toplotnega stroja, ki deluje v zaprtem ciklu, je vedno manjši od ena. Naloga termoenergetike je čim večji izkoristek, to je, da se čim več toplote, prejete od grelnika, porabi za delo. Kako je to mogoče doseči?
Prvič je najbolj popoln ciklični proces, sestavljen iz izoterm in adiabatov, leta 1824 predlagal francoski fizik in inženir S. Carnot.
Carnotov cikel.
Predpostavimo, da je plin v jeklenki, katere stene in bat so izdelani iz toplotnoizolacijskega materiala, dno pa iz materiala z visoko toplotno prevodnostjo. Prostornina, ki jo zaseda plin, je enaka V 1.
Pripravimo jeklenko v stik z grelcem (slika 2) in dajmo plinu možnost, da se izotermno razširi in opravi delo . Plin prejme določeno količino toplote od grelnika V1. Ta proces je grafično predstavljen z izotermo (krivulja AB).
Ko prostornina plina postane enaka določeni vrednosti V 1'< V 2 ,
dno jeklenke je izolirano od grelnika ,
Po tem se plin adiabatno razširi na prostornino V 2, ki ustreza največjemu možnemu gibu bata v valju (adiabatski sonce). V tem primeru se plin ohladi na temperaturo T 2< T 1 .
Ohlajen plin je zdaj mogoče izotermno stisniti pri temperaturi T2. Za to mora biti v stiku s telesom, ki ima enako temperaturo T 2, torej s hladilnikom ,
in stisne plin z zunanjo silo. Vendar se v tem procesu plin ne bo vrnil v prvotno stanje - njegova temperatura bo vedno nižja od T 1.
Zato se izotermna kompresija privede do določenega vmesnega volumna V 2 '>V 1(izoterm CD). V tem primeru plin odda nekaj toplote hladilniku Q2, enako kompresijskemu delu, opravljenemu na njem. Po tem se plin adiabatno stisne na prostornino V 1, ob tem se njegova temperatura dvigne na T 1(adiabatsko D.A.). Zdaj se je plin vrnil v prvotno stanje, v katerem je njegova prostornina enaka V 1, temperatura - T1, pritisk - str 1 in cikel lahko znova ponovite.
Torej, na spletnem mestu ABC plin deluje (A > 0), in na spletnem mestu CDA opravljeno delo na plinu (A< 0).
Na mestih sonce in AD delo se opravi samo s spremembo notranje energije plina. Od spremembe notranje energije UBC = –UDA, potem je delo med adiabatnimi procesi enako: ABC = –ADA. Posledično je skupno delo, opravljeno na cikel, določeno z razliko v delu, opravljenem med izotermičnimi procesi (odseki AB in CD). Numerično je to delo enako površini figure, omejene s ciklično krivuljo ABCD.
Le del količine toplote se dejansko pretvori v koristno delo QT, prejel od grelnika, enako QT 1 – |QT 2 |. Torej, v Carnotovem ciklu koristno delo A = QT 1 – |QT 2 |.
Največji izkoristek idealnega cikla, kot je pokazal S. Carnot, lahko izrazimo s temperaturo grelnika (T 1) in hladilnik (T 2):
V realnih motorjih ni mogoče izvajati cikla, ki je sestavljen iz idealnih izotermičnih in adiabatnih procesov. Zato je učinkovitost cikla, ki se izvaja v realnih motorjih, vedno manjša od učinkovitosti Carnotovega cikla (pri enakih temperaturah grelnikov in hladilnikov):
Formula kaže, da višja kot je temperatura grelnika in nižja temperatura hladilnika, večja je učinkovitost motorja.
Problem št. 703
Motor deluje po Carnotovem ciklu. Kako se bo spremenil izkoristek toplotnega stroja, če pri stalni temperaturi hladilnika 17 o C temperaturo grelnika povečamo s 127 na 447 o C?
Problem št. 525
Določite izkoristek traktorskega motorja, ki je za delo 1,9 × 107 J potreboval 1,5 kg goriva s specifično zgorevalno toploto 4,2 · 107 J/kg.
Opravljanje računalniškega testa na to temo.<Dodatek 4 > Delo z modelom toplotnega stroja.
« Fizika - 10. razred"
Za reševanje problemov morate uporabiti znane izraze za določanje izkoristka toplotnih strojev in upoštevati, da izraz (13.17) velja le za idealen toplotni stroj.
Naloga 1.
V kotlu parnega stroja je temperatura 160 °C, temperatura hladilnika pa 10 °C.
Kolikšno največje delo lahko teoretično opravi stroj, če v kurišču z izkoristkom 60 % zgoreva premog mase 200 kg s specifično zgorevalno toploto 2,9 10 7 J/kg?
rešitev.
Največje delo lahko opravi idealen toplotni stroj, ki deluje po Carnotovem ciklu, katerega izkoristek je η = (T 1 - T 2)/T 1, kjer sta T 1 in T 2 absolutni temperaturi grelnika in hladilnik. Za kateri koli toplotni stroj je učinkovitost določena s formulo η = A/Q 1, kjer je A delo, ki ga opravi toplotni stroj, Q 1 je količina toplote, ki jo stroj prejme od grelnika.
Iz pogojev problema je jasno, da je Q 1 del količine toplote, ki se sprosti med zgorevanjem goriva: Q 1 = η 1 mq.
Kje je torej A = η 1 mq(1 - T 2 /T 1) = 1,2 10 9 J.
Naloga 2.
Parni stroj z močjo N = 14,7 kW porabi za 1 uro delovanja gorivo z maso m = 8,1 kg, s specifično zgorevalno toploto q = 3,3 10 7 J/kg.
Temperatura kotla 200 °C, hladilnika 58 °C.
Določite učinkovitost tega stroja in jo primerjajte z učinkovitostjo idealnega toplotnega stroja.
rešitev.
Učinkovitost toplotnega stroja je enaka razmerju med opravljenim mehanskim delom A in porabljeno količino toplote Qlt, ki se sprosti pri zgorevanju goriva.
Količina toplote Q 1 = mq.
Delo, opravljeno v istem času A = Nt.
Tako je η = A/Q 1 = Nt/qm = 0,198 ali η ≈ 20 %.
Za idealen toplotni motor 
η < η ид.
Naloga 3.
Idealen toplotni stroj z izkoristkom η deluje v obratnem ciklu (slika 13.15).
Kolikšna je največja količina toplote, ki jo lahko odvzamemo hladilniku z mehanskim delom A?
Ker hladilni stroj deluje v obratnem ciklu, je za prenos toplote z manj segretega telesa na bolj segreto potrebno, da zunanje sile opravijo pozitivno delo.
Shema hladilnega stroja: hladilniku odvzamemo količino toplote Q 2, delo opravijo zunanje sile in količino toplote Q 1 prenesemo na grelec.
torej 
Q 2 = Q 1 (1 - η), Q 1 = A/η.
Končno je Q 2 = (A/η)(1 - η).
Vir: "Fizika - 10. razred", 2014, učbenik Myakishev, Bukhovtsev, Sotsky
Osnove termodinamike. Toplotni pojavi - Fizika, učbenik za 10. razred - Fizika v razredu
« Fizika - 10. razred"
Kaj je termodinamični sistem in kateri parametri označujejo njegovo stanje.
Navedite prvi in drugi zakon termodinamike.
Ustvarjanje teorije o toplotnih strojih je privedlo do oblikovanja drugega zakona termodinamike.
Zaloge notranje energije v zemeljski skorji in oceanih lahko štejemo za praktično neomejene. Toda za reševanje praktičnih problemov zaloge energije niso dovolj. Prav tako je treba znati uporabiti energijo za poganjanje obdelovalnih strojev v tovarnah in tovarnah, vozil, traktorjev in drugih strojev, za vrtenje rotorjev generatorjev električnega toka itd. Človeštvo potrebuje motorje - naprave, ki lahko opravljajo delo. Večina motorjev na Zemlji je toplotni motorji.
Toplotni motorji- to so naprave, ki pretvarjajo notranjo energijo goriva v mehansko delo.
Načelo delovanja toplotnih motorjev.
Da motor deluje, mora obstajati razlika v tlaku na obeh straneh bata motorja ali turbinskih lopatic. Pri vseh toplotnih strojih se ta tlačna razlika doseže s povišanjem temperature delovna tekočina(plin) za stotine ali tisoče stopinj v primerjavi s temperaturo okolja. Do tega povišanja temperature pride, ko gorivo zgori.
Eden glavnih delov motorja je s plinom napolnjena posoda s premičnim batom. Delovna tekočina vseh toplotnih strojev je plin, ki pri raztezanju opravlja delo. Začetno temperaturo delovne tekočine (plina) označimo s T 1 . To temperaturo v parnih turbinah ali strojih doseže para v parnem kotlu. Pri motorjih z notranjim zgorevanjem in plinskih turbinah do povišanja temperature pride, ko gorivo zgori v samem motorju. Temperatura T 1 se imenuje temperatura grelnika.
Vloga hladilnika.
Med opravljanjem dela plin izgubi energijo in se neizogibno ohladi na določeno temperaturo T2, ki je običajno nekoliko višja od temperature okolice. Pokličejo jo temperatura hladilnika. Hladilnik je atmosfera ali posebne naprave za hlajenje in kondenzacijo odpadne pare - kondenzatorji. V slednjem primeru je lahko temperatura hladilnika nekoliko nižja od temperature okolja.
Tako v motorju delovna tekočina med ekspanzijo ne more oddati vse svoje notranje energije za opravljanje dela. Nekaj toplote se neizogibno prenese v hladilnik (atmosfero) skupaj z odpadno paro ali izpušnimi plini iz motorjev z notranjim zgorevanjem in plinskih turbin.
Ta del notranje energije goriva se izgubi. Toplotni stroj opravlja delo zaradi notranje energije delovne tekočine. Poleg tega se pri tem procesu toplota prenaša od bolj vročih teles (grelec) k hladnejšim (hladilnik). Shematski diagram toplotnega stroja je prikazan na sliki 13.13.
Delovna tekočina motorja prejme od grelnika med zgorevanjem goriva količino toplote Q 1, opravi delo A" in prenese količino toplote v hladilnik 2. vprašanje< Q 1 .
Za neprekinjeno delovanje motorja je potrebno delovno tekočino vrniti v začetno stanje, pri katerem je temperatura delovne tekočine enaka T 1. Iz tega sledi, da motor deluje v skladu s periodično ponavljajočimi se zaprtimi procesi ali, kot pravijo, v ciklu.
Cikel je niz procesov, zaradi katerih se sistem vrne v začetno stanje.
Koeficient učinkovitosti (izkoristek) toplotnega stroja.
Nezmožnost popolne pretvorbe notranje energije plina v delo toplotnih motorjev je posledica nepovratnosti procesov v naravi. Če bi se lahko toplota spontano vračala iz hladilnika v grelnik, bi lahko notranjo energijo popolnoma pretvoril v koristno delo kateri koli toplotni stroj. Drugi zakon termodinamike lahko izrazimo takole:
Drugi zakon termodinamike:
Nemogoče je ustvariti večni stroj druge vrste, ki bi popolnoma pretvoril toploto v mehansko delo.
Po zakonu o ohranitvi energije je delo, ki ga opravi motor, enako:
A" = Q 1 - | Q 2 |, (13.15)
kjer je Q 1 količina toplote, ki jo prejme grelnik, Q2 pa količina toplote, ki jo odda hladilniku.
Koeficient učinkovitosti (izkoristek) toplotnega stroja je razmerje med delom "A", ki ga opravi motor, in količino toplote, prejete iz grelnika:
Ker vsi motorji prenesejo nekaj toplote v hladilnik, potem η< 1.
Največja vrednost izkoristka toplotnih strojev.
Zakoni termodinamike omogočajo izračun največjega možnega izkoristka toplotnega stroja, ki deluje z grelcem pri temperaturi T1 in hladilnikom pri temperaturi T2, ter določiti načine za njegovo povečanje.
Prvič je največji možni izkoristek toplotnega stroja izračunal francoski inženir in znanstvenik Sadi Carnot (1796-1832) v svojem delu »Razmišljanja o pogonski sili ognja in o strojih, ki so sposobni razviti to silo« (1824). ).
Carnot je prišel do idealnega toplotnega stroja z idealnim plinom kot delovno tekočino. Idealen Carnotov toplotni stroj deluje v ciklu, ki je sestavljen iz dveh izoterm in dveh adiabatov, ti procesi pa veljajo za reverzibilne (slika 13.14). Najprej pride posoda s plinom v stik z grelcem, plin se pri temperaturi T 1 izotermno širi, pri čemer opravlja pozitivno delo, in prejme količino toplote Q 1.
Nato se posoda toplotno izolira, plin se adiabatno širi naprej, njegova temperatura pa pade na temperaturo hladilnika T 2. Po tem pride plin v stik s hladilnikom; med izotermično kompresijo daje hladilniku količino toplote Q 2, ki se stisne na prostornino 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:
Kot izhaja iz formule (13.17), je učinkovitost Carnotovega stroja neposredno sorazmerna z razliko v absolutnih temperaturah grelnika in hladilnika.
Glavni pomen te formule je, da nakazuje način za povečanje učinkovitosti, za to je potrebno povečati temperaturo grelnika ali znižati temperaturo hladilnika.
Noben pravi toplotni stroj, ki deluje z grelnikom pri temperaturi T1 in hladilnikom pri temperaturi T2, ne more imeti večje učinkovitosti kot pri idealnem toplotnem stroju: 
Procesi, ki sestavljajo cikel pravega toplotnega stroja, niso reverzibilni.
Formula (13.17) daje teoretično mejo za največjo vrednost izkoristka toplotnih strojev. Kaže, da je toplotni stroj učinkovitejši, čim večja je temperaturna razlika med grelcem in hladilnikom.
Samo pri temperaturi hladilnika, ki je enaka absolutni ničli, je η = 1. Poleg tega je dokazano, da izkoristek, izračunan po formuli (13.17), ni odvisen od delovne snovi.
Toda temperatura hladilnika, katerega vlogo običajno igra atmosfera, praktično ne more biti nižja od temperature zunanjega zraka. Lahko povečate temperaturo grelnika. Vendar ima vsak material (trden) omejeno toplotno odpornost ali toplotno odpornost. Pri segrevanju postopoma izgubi svoje elastične lastnosti, pri dovolj visoki temperaturi pa se stopi.
Zdaj so glavna prizadevanja inženirjev usmerjena v povečanje učinkovitosti motorjev z zmanjšanjem trenja njihovih delov, izgub goriva zaradi nepopolnega zgorevanja itd.
Za parno turbino sta začetna in končna temperatura pare približno naslednji: T 1 - 800 K in T 2 - 300 K. Pri teh temperaturah je največja vrednost izkoristka 62 % (upoštevajte, da se izkoristek običajno meri v odstotkih) . Dejanska vrednost izkoristka zaradi različnih vrst izgub energije je približno 40 %. Največjo učinkovitost - približno 44% - dosežejo dizelski motorji.
Varstvo okolja.
Težko si je predstavljati sodobni svet brez toplotnih strojev. Oni so tisti, ki nam zagotavljajo udobno življenje. Toplotni motorji poganjajo vozila. Približno 80% električne energije, kljub prisotnosti jedrskih elektrarn, se proizvaja s pomočjo termičnih motorjev.
Vendar med delovanjem toplotnih strojev prihaja do neizogibnega onesnaževanja okolja. To je protislovje: po eni strani človeštvo vsako leto potrebuje vedno več energije, ki jo večinoma pridobiva z zgorevanjem goriva, po drugi strani pa procese zgorevanja neizogibno spremlja onesnaževanje okolja.
Ko gorivo zgori, se vsebnost kisika v ozračju zmanjša. Poleg tega produkti zgorevanja sami tvorijo kemične spojine, ki so škodljive za žive organizme. Onesnaževanje se ne dogaja samo na tleh, ampak tudi v zraku, saj vsak let letala spremljajo emisije škodljivih nečistoč v ozračje.
Ena od posledic delovanja motorjev je nastajanje ogljikovega dioksida, ki absorbira infrardeče sevanje z zemeljskega površja, kar povzroči povišanje temperature ozračja. To je tako imenovani učinek tople grede. Meritve kažejo, da se temperatura ozračja dvigne za 0,05 °C na leto. Tako nenehno naraščanje temperature lahko povzroči taljenje ledu, kar bo posledično povzročilo spremembe nivoja vode v oceanih, to je poplavljanje celin.
Naj omenimo še eno negativno točko pri uporabi toplotnih motorjev. Tako se včasih voda iz rek in jezer uporablja za hlajenje motorjev. Segreto vodo nato vrnemo nazaj. Zvišanje temperature v vodnih telesih poruši naravno ravnovesje, ta pojav imenujemo toplotno onesnaženje.
Za zaščito okolja se široko uporabljajo različni čistilni filtri, ki preprečujejo izpust škodljivih snovi v ozračje, izboljšujejo pa se konstrukcije motorjev. Nenehno se izboljšuje gorivo, ki pri zgorevanju proizvaja manj škodljivih snovi, ter tehnologija njegovega zgorevanja. Aktivno se razvijajo alternativni viri energije z uporabo vetra, sončnega sevanja in jedrske energije. Električni avtomobili in avtomobili na sončno energijo se že proizvajajo.
