Stirlingmotoren | Fysik A

Fysik rapport: Stirling motoren Side 2 af 6 Teori: En Stirling motor har i modsætning til andre motorer, udvendig forbrænding. Selve motoren kan være konstrueret forskelligt, men princippet er det samme. Skolens motor består af en slags kedel, hvori der er et fortrængestempel, dette slutter ikke tæt til kanterne. Der ud over er der et arbejdstempel, der er forbundet med en krumtap sammen med fortrængerstemplet. De er forskud 90 grader, således at når arbejdstemplet er i top, er fortrænger stemplet på vej ned. For enden af krumtappen er der en stang med to masser i enden, dette virker som et svinghjul, og er med til at bringe motoren over sine døde perioder. Desuden er der forbundet en snor til krumtappen, der løber over et hjul, der er forbundet til en drejemodstan, således at det er muligt at bestemme rumfanget under arbejdsgangen. Der er også forbundet en trykmåler til kedlen, så man kan måle trykket mens maskinen er i gang. På billedet ses motoren.

Motoren fungere i teorien i fire trin. A-B isokor opvarmning. Gassen opvarmes, mens volumen fastholdes. Herved stiger trykket, men gassen udfører ikke noget arbejde. B-C isoterm ekspansion. Gassen får lov til at udvide sig, og udfører derved et arbejde Dette vil ifl. Termodynamikkens 1. hovedsætning medføre at den indre energi, og dermed temperatur, falder. Den tilførte varme vil være Når arbejdstemplet går op, vil fortrængerstemplet bevæge sig ned ad. Hermed flytter den gassen fra den varme bund, op til den kolde overflade i toppen, hvormed den bliver afkølet. C-D isokor afkøling. Herved afgives den eksakt samme varme, som blev brugt til at opvarme fra A-B. i den ideelle stirling proces genvindes den og genbruges den til opvarmning af gassen fra A-B. Derfor er den ikke medregnet i energiregnskabet. På grund af temperaturfaldet, falder trykket også. Fysik rapport: Stirling motoren Side 3 af 6 D-A isoterm kompression. På grund af det lave tryk, bevæger arbejdsstemplet sig nu i bund. Gassen har udført endnu et arbejde . Det arbejde som omgivelserne, primært svinghjulet, er numerisk lige så stort, men modsat fortegn.

Dette arbejde er positivt. Ifl. Termodynamikkens 1. hovedsætning vil temperaturen derfor stige, men da kompressionen er isoterm, må systemet afgive varme til omgivelserne. Når arbejstemplet har bevæget sig i bund, vil fortrængerstemplet bevæge sig op, således at gassen bliver presset ned til varmekilden. p,V diagrammet for den teoretiske kredsproces vil se nogenlunde sådan ud.

Men motoren opfører sig …