Il motore Stirling è un motore termico che utilizza la compressione ed espansione ciclica di gas tra due serbatoi di temperatura differente per produrre lavoro.
Come funziona un motore Stirling
Il motore Stirling è un tipo di motore termico che opera per mezzo della compressione e dell’espansione ciclica di un gas, tipicamente aria o elio, all’interno di due serbatoi a temperatura differente. Inventato da Robert Stirling nel 1816, questo motore è noto per la sua efficienza e per essere uno degli unici motori a combustione esterna ancora utilizzati.
Principio di funzionamento
Il motore Stirling opera attraverso un ciclo termodinamico noto come ciclo Stirling, che si compone di quattro fasi principali:
Componenti Chiave
Un motore Stirling è costituito da componenti chiave che lavorano insieme per compiere le quattro fasi del ciclo:
Equazione del lavoro prodotto
L’efficienza di un motore Stirling può essere espressa tramite un’equazione basata sulla differenza di temperatura tra le sorgenti calde e fredde:
\(\eta = \frac{W_{netto}}{Q_{assorbito}} = 1 - \frac{T_{c}}{T_{h}}\)
dove \(\eta\) è l’efficienza termica, \(W_{netto}\) il lavoro netto prodotto dal motore, \(Q_{assorbito}\) il calore assorbito, \(T_{c}\) la temperatura della sorgente fredda e \(T_{h}\) la temperatura della sorgente calda.
Applicazioni e vantaggi
I motori Stirling sono utilizzati in diverse applicazioni che richiedono alta efficienza e bassa emissione di inquinanti:
Tra i vantaggi principali dei motori Stirling, troviamo:
Conclusione
Il motore Stirling rappresenta un’innovazione storica nel campo della termodinamica, con applicazioni moderne che vanno dalla produzione di energia all’uso in ambienti estremi. Grazie alla sua efficienza e versatilità, continua a essere oggetto di ricerca e sviluppo nel mondo delle tecnologie energetiche.
