Si los motores de combustión interna funcionan debido a la expansión de gases en el cilindro, ¿por qué se clasifican como motores térmicos?

Answer 1

Cualquier motor que deriva energía térmica del combustible para convertirlo en energía mecánica es un motor térmico. La expansión de gases ocurre solo debido a la combustión de combustible y aire (oxígeno). Esa es la razón por la cual los motores IC se llaman motores Heat.

Hablando sobre el uso de un combustible que da reacción endotérmica, será inútil. Si la reacción no produce calor ni la transfiere a la mezcla de gases, no agregará energía interna al sistema (ya que la adición de calor aumenta la temperatura), la presión no aumentará.

De acuerdo con las leyes de gases, la presión y la temperatura son directamente proporcionales.

Si la presión no aumenta, la expansión no sucederá, por lo tanto, no habrá carrera.
Por lo tanto, usar un combustible endotérmico no será bueno para el motor y su eficiencia será muy baja.

Si usa el combustible con reacción endotérmica, el motor no se denominará como motor de calor porque el calor se transfiere pero no produce ningún trabajo.

Answer 2

El calor y el trabajo son las monedas de la termodinámica.
Son una y la misma cosa: “ENERGÍA”. La forma es diferente.
El calor que se convierte en trabajo (en forma de gases de combustión en expansión) impulsa el pistón. El resto es un desperdicio. De ahí la idea de “eficiencia térmica”.
Incluso si usa un combustible que emite muy menos calor, seguirá siendo un motor térmico siempre que haya una salida mecánica de trabajo directamente como efecto de la combustión del combustible.
La clasificación como motores térmicos se basa en la termodinámica y la clasificación como motores de combustión externa e interna se basa en la ingeniería mecánica, es decir, el lugar donde tiene lugar la combustión.

Answer 3

“El trabajo realizado para empujar una cabeza de pistón se realiza mediante la expansión de gases”. – Esta es la declaración en los detalles de la pregunta.

Ahora, intenta verlo de esta manera:

1. Cada vez que una sustancia se expande, libera energía. Esta energía en los motores IC proviene de dos partes. Primero la energía de compresión y la energía de combustión. Esta energía liberada es la energía térmica.
2. El calor es una forma de energía de bajo grado, que tratamos de convertir en energía de alto grado llamada trabajo. Dado que estamos convirtiendo bajo grado en alto grado, la eficiencia es inferior a 1.

La intuición dice que es la expansión de gases la que ejerce una fuerza sobre el pistón y hace el trabajo. Si bien esto es cierto, la definición de motor térmico es completamente desde el punto de vista termodinámico y, en cierto sentido, es la conversión de energía que tiene lugar de una forma a otra.

Tener una analogía

Si una persona empuja una caja en el piso, puede decir que está usando sus manos (expansión de gases) para empujar la caja o puede decir que está usando su energía interna (energía térmica) para empujar la caja. Mientras lo hace, pierde parte de la energía y la convierte en trabajo.

Por intuición, lo primero es natural decirlo. Pero desde el punto de vista termodinámico, es lo último lo que es preciso. Usamos el formulario posterior más porque también es más útil para calcular muchos parámetros relacionados (¿cuánto tiempo puede la persona presionar la caja? ¿Cuánto tiempo puede el motor dar energía a partir de una cantidad fija de combustible?

Answer 4

El motor térmico es un dispositivo que transforma la energía térmica en energía mecánica. En cada motor térmico, se usa alguna forma de combustible (sólido, líquido, gaseoso o nuclear). La energía química o la energía nuclear del combustible se convierte en energía térmica o térmica y se utiliza para realizar un trabajo útil.

Answer 5

Estoy de acuerdo con Raj.
Y para la respuesta de su segunda pregunta “¿Qué pasaría si usara un combustible que sufriera una reacción que fuera mucho menos exotérmica por naturaleza? ¿Seguiría siendo un ‘motor térmico’?” … No, entonces no sería un motor térmico. Será una celda química (p. Ej., Celda de combustible). Sin calor, los gases no se expandirán y, por lo tanto, no se les puede quitar el trabajo.