motores

TECNOLOGIES | Versió impresa

MÀQUINES: MOTORS TÈRMICS

TECNOLOGIES | MÀQUINES: MOTORS TÈRMICS | Versió impresa

INTROdUCCIó
Un motor tèrmic és una màquina que transforma energia tèrmica en energia mecànica.
No és possible transformar el 100% de l’energia tèrmica en energia mecànica. De fet,
l’eficiència dels motors queda molt lluny d’aquest valor.

Els motors tèrmics podenclassificar-se de la manera següent:
•

Segons on té lloc la combustió.
•

Motors de combustió externa
Una font d’energia crema fora del motor i proporciona energia tèrmica. El motor
en transforma una part en energia mecànica.

•

Motors de combustió interna
El combustible crema a l’interior del motor i proporciona energia tèrmica. El motor en transforma una part en energia mecànica.L’any 1885, l’enginyer mecànic Karl Benz va fer funcionar el primer vehicle amb un motor de
combustió interna. Era una espècie de tricicle, el Motorwagen, i el va patentar el 1886.

•

Segons el tipus de moviment que produeixen.
•

Motors alternatius
Produeixen directament moviment lineal alternatiu.
Disposen d’un mecanisme de biela-manovella, que transforma el moviment rectilini alternatiude l’èmbol o pistó en moviment circular.

•

Motors rotatius
Produeixen directament moviment circular.

1. MOTORS TÈRMICS dE COMbUSTIó ExTERNa I
aLTERNaTIUS
1.1. Màquina de vapor
1.1.1. alguns precedents
Abans de James Watt, altres ja havien dissenyat màquines que aprofitaven el vapor per
produir moviment.
•

Eolípila d’Heró d’alexandria
En el segle I dC, aproximadament,l’inventor grec Heró d’Alexandria va dissenyar la
primera màquina de vapor i la va anomenar eolípila. Va servir només d’entreteniment, i no va utilitzar-se com a motor en processos de producció.

MOTORS TÈRMICS | 1

TECNOLOGIES | MÀQUINES: MOTORS TÈRMICS | Versió impresa

Cremant fusta o una altra font d’energia, escalfava aigua continguda en un recipient.
L’aigua líquida s’anava transformant envapor, que pujava per uns braços verticals i
arribava a un altre recipient. Era l’eolípila pròpiament dita, i podia fer voltes entorn
d’un eix. El vapor acabava sortint per uns petits tubs amb forma de colze i encarats
en sentits contraris. Això feia que l’eolípila girés.
•

Màquina de vapor de denis Papin
L’any 1680, el físic francès Denis Papin va dissenyar una marmita per cuinar el menjarmés ràpidament. Era la predecessora de les olles a pressió.
Uns anys més tard, el 1687, va presentar una màquina senzilla que podia fer pujar
aigua gràcies al foc.
Cremant fusta, escalfava aigua líquida en un cilindre. L’aigua líquida s’anava transformant en vapor i movia verticalment un èmbol a dins del cilindre. Si lligava un extrem
de la corda a l’èmbol i l’altre a un cubell, i la passavaper una politja, podia treure
aigua d’un pou, per exemple.

•

amic del miner de Thomas Savery
L’any 1698, l’enginyer britànic Thomas Savery va patentar un dispositiu que bombejava
l’aigua de les mines. La màquina era coneguda com l’amic del miner i la màquina de foc.
Escalfava aigua líquida en una caldera per transformar-la en vapor. Quan s’obria una
vàlvula, el vapor circulava per untub que el portava a un tanc. Quan el tanc estava
ple de vapor, es refredava amb aigua per la part exterior, de manera que el vapor es
condensava. I com que estava comunicat amb l’aigua de la mina per un altre tub, en
produir-se el buit, l’aigua pujava.

•

Màquina de vapor de Thomas Newcomen
L’any 1712, el ferreter Thomas Newcomen va construir la primera màquina de vapor
atmosfèrica quefuncionava amb pistó.
La idea va sorgir perquè alguns dels seus clients més importants eren propietaris de
mines d’estany i tenien problemes seriosos amb les inundacions. Newcomen pretenia trobar una solució que els permetés treure l’aigua de la mina. Tot i que la seva
màquina consumia molt de combustible, es desgastava fàcilment i tenia un rendiment baix, va tenir èxit i s’utilitzava...