Documentul prezintă o analiză detaliată a motorului termic, definindu-l ca o mașină care transformă căldura în lucru mecanic printr-un ciclu termodinamic. Sunt discutate diferite tipuri de motoare termice, inclusiv motoarele cu ardere internă și externă, precum și funcționarea motorului Otto și Diesel, precum și istoria și aplicațiile motorului cu aburi și motorului cu reacție. De asemenea, sunt menționați inventatorii importanți care au contribuit la dezvoltarea acestor tehnologii.

1. Motoare termice
Bărbulecsu Alexandru
Clasa a X-a Ș
Prof. Îndrumător:
Apostol Ghiță

2. Definitie
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 este transformată în lucru mecanic. Restul de
căldură este transferat unui sistem cu temperatură mai mică,
numit sursă rece.

3. Clasificare
Motoarele termice se clasifica in:
 Motoare cu ardere interna;
 Motoare cu ardere externa;
Motorul cu ardere internă este motorul care
transformă energia chimică a combustibilului prin intermediul
energiei termice de ardere, în interiorul motorului, în energie
mecanică.
Un motor cu ardere externă (sau motor cu combustie
externă) este o mașină termică motoare în care energia internă a
agentului termic, încălzit în prealabil într-un generator extern
(generator de abur, cameră de combustie) sau de o sursă
externă prin peretele motorului sau printr-un schimbător de
căldură, este transformată în lucru mecanic.

4. Motorul Otto
Motorul în patru timpi este un tip de motor cu ardere
internă al cărui piston face 4 curse simple într-un ciclu
motor. Pistonul se mișcă într-un cilindru închis la un capăt
de chiulasă. Mișcarea pistonului este asigurată de un
mecanism bielă-arbore cotit și are loc între două poziții
extreme: punctul mort interior și punctul mort exterior.
În punctul mort interior PMI, pistonul este în
interiorul cilindrului și volumul acestuia este minim.
La punctul mort exterior PME, pistonul se găsește la
cealaltă extremitate în raport cu PMI și volumul acestuia
este maxim.

5. Un ciclu motor are loc de-a lungul a două rotații ale
arborelui cotit și cuprinde patru faze, numerotate în figura
alăturată cu:
- Admisia
- Compresia
- Arderea si Destinderea
- Evacuarea

6. Istoric
Potrivit recentelor studii istorice, inventatorii italieni
Eugenio Barsanti și Felice Matteucci au brevetat o primă
versiune care mergea eficient a unui motor cu combustie
internă în 1854 în Londra. Se susține că motorul Otto este
în multe părți, cel puțin,inspirat din precedentele invenții
ale acestuia, dar, deocamdată nu există nici o documentație
despre motorul italian creat de Otto.

7. Nikolaus August Otto a
fost inventatorul german al
primului motor cu combustie
internă care ardea în mod
eficient combustibilul direct
într-un piston de camera. Deși
alte motoarele cu combustie
internă au fost inventate (de
exemplu, de către Etienne
Lenoir) acestea nu s-au bazat
pe patru timpi separate.
Conceptul de patru timpi este
posibil să fi fost deja discutat
la data invenției lui Otto, dar
el a fost primul care l-a pus în
practică.

8. Motorul Diesel
Motorul diesel este un motor cu ardere internă în
care combustibilul se aprinde datorită temperaturii ridicate
create de comprimarea aerului necesar arderii, și nu prin
utilizarea unui dispozitiv auxiliar, așa cum ar fi bujia în
cazul motorului cu aprindere prin scânteie.
Motorul lucrează pe baza ciclului Diesel.

9. Istorie
Numele motorului a fost dat după inginerul
german Rudolf Diesel la sugestia soției sale, Martha Diesel,
care în 1895 îl sfătuiește cu:Nenn ihn doch einfach
Dieselmotor! („numește-l pur și simplu motor
Diesel!”), ușurînd astfel lui Diesel căutarea după denumirea
motorului, pe care l-a inventat în 1892 și l-a patentat pe 23
februarie 1893. Intenția lui Diesel a fost ca motorul său să
utilizeze o gamă largă de combustibili, inclusiv praful
de cărbune. Diesel și-a prezentat invenția funcționând
în 1900 la Expoziția Universală (World's Fair) având drept
combustibil ulei de alune (vezi biodiesel).

10. Cum funcționează motorul diesel
Comprimarea unui gaz conduce la creșterea
temperaturii sale, aceasta fiind metoda prin care se aprinde
combustibilul în motoarele diesel. Aerul este aspirat în
cilindri și este comprimat de către piston până la un raport
de 25:1, mai ridicat decât cel al motoarelor cu aprindere
prin scânteie. Spre sfârșitul cursei de comprimare motorina
(combustibilul) este pulverizată în camera de ardere cu
ajutorul unui injector.
Motorina se aprinde la contactul cu aerul deja încălzit
prin comprimare până la o temperatura de circa 700-
900 °C.

11. Arderea combustibilului duce la creșterea temperaturii
și presiunii, care acționează pistonul. În continuare, ca la
motoarele obișnuite, biela transmite forța pistonului către
arborele cotit, transformând mișcarea liniară în mișcare de
rotație. Aspirarea aerului în cilindri se face prin intermediul
supapelor, dispuse la capul cilindrilor.
Pentru mărirea puterii, majoritatea motoarelor diesel
moderne sunt supraalimentate cu scopul de a mări
cantitatea de aer introdusă în cilindri. Folosirea unui răcitor
intermediar pentru aerul introdus în cilindri crește
densitatea aerului și conduce la un randament mai bun.

12. Motorul cu aburi
Motorul cu abur este un motor termic cu ardere
externă, care transformă energia termică aaburului în lucru
mecanic. Aburul sub presiune este produs într-
un generator de abur prinfierbere și se destinde într-un
agregat cu cilindri, în care expansiunea aburului produce
lucru mecanic prin deplasarea liniară a unui piston, mișcare
care de cele mai multe ori este transformată în mișcare de
rotație cu ajutorul unui mecanism bielă-manivelă.
Căldura necesară producerii aburului se obține
din arderea unui combustibil sau prin fisiune nucleară.

13. Motoarele cu abur au
dominat industria și
mijloacele de transport din
timpul Revoluției
industriale până în prima
parte a secolului al XX-
lea, fiind utilizate la
acționarealocomotivelor, v
apoarelor, pompelor, gener
atoarelor
electrice, mașinilor din
fabrici, utilajelor
pentru construcții (excavat
oare) și a altor utilaje. A
fost înlocuit în majoritatea
acestor aplicații
de motorul cu ardere
internă și de cel electric.

14. Prima mașină cu aburi a fost inventată în secolul I e.n. de
către inginerul grec Heron din Alexandria. O sferă goală pe
dinăuntru era pivotată pe două tuburi prin care trecea aburul
dintr-un mic fierbător. Aburul umplea sfera și ieșea prin țevi
dispuse în părți opuse ale acesteia. Jeturile de abur care țîșneau
determinau sfera să se rotească. Totuși, în ciuda faptului că era
o invenție interesantă, mașina nu servea unui scop util.
Primul om care a avut ideea de a transforma pompa cu
piston în mașină termică, a fost francezul Denis Papin în
anul 1679. Din păcate nu a putut să o pună în practică din lipsă
de fonduri. El a murit în sărăcie, în 1714.
Primul motor cu abur a fost proiectat în 1698 de Thomas
Savery, un inginer englez. Acest motor era conceput să
pompeze apa din mine, dar singura lui întrebuințare a fost să
pompeze apa în casele înalte din Londra.

15. Motorul cu reactie
Un motor cu reacție este un motor care eliberează un jet
rapid de fluide pentru a genera contrapresiune în conformitate
cu a treia lege a mișcării a lui Newton. Această definiție largă
include turboreactoare, turbopropulsoare, turboventilatoare,pul
soreactoare, statoreactoare și motoare rachetă, dar de obicei se
referă la o turbină cu gaze folosită pentru a produce un jet de
gaze de mare viteză în scopul propulsiei.
Henri Marie Coandă (n. 7 iunie 1886 - d. 25
noiembrie 1972) a fost un academician și inginer român,
pionier al aviației, fizician, inventator, inventator al motorului
cu reacție și descoperitor al efectului care îi poartă numele. A
fost fiul generalului Constantin Coandă, prim-ministru al
României în 1918.

16. Timp de aproape jumatate de secol, avioanele au fost
actionate cu elice. Incepand cu anii `40, au decolat si primele
avioane cu reactie, constructia si viteza lor declansand o
revolutie in aviatie.
Primul avion militar functional cu reactie a fost avionul
german Messerschmitt Me 262, bombardier usor, in 1944. Opt
ani mai tarziu apare si „Cometa de Havilland”, primul avion cu
reactie care a intrat in serviciul comercial. Motoarele cu
reactie ard combustibil si expulzeaza gazele rezultate. Presarea
in afara a aerului prin spatele unui motor produce o impingere
de aceeasi intensitate, conform celei de-a treia legi a miscarii
enuntata de Newton: „pentru fiecare actiune exista o reactiune
egala si opusa”.

18. Bibliografie
 http://www.animatedengines.com/jets.html
 http://ro.wikipedia.org/wiki/Henri_Coand%C4%83
 http://ro.wikipedia.org/wiki/Motor_cu_reac%C8%9Bie
 http://ro.wikipedia.org/wiki/Motor_cu_abur
 http://www.fizica.ro/textbooks/fizica10/html/1g1.html
 http://biblioteca.regielive.ro/referate/fizica/motorul-
otto-253552.html
 http://www.auto-dream.ro/stories/motorul-diesel-
cine-l-a-inventat-si-cum-functioneaza.html