موتور حرارتی

در ترمودینامیک، موتور حرارتی (heat engine) سیستمی است که حرارت یا انرژی گرمایی را به کار مکانیکی تبدیل می‌کند و این کار را با رساندن یک ماده عامل از یک حالت با دمای بالاتر به یک حالت با دمای پایین‌تر انجام می‌دهد. یک منبع حرارتی انرژی حرارتی مورد نیاز را برای رساندن ماده عامل به حالت با دمای بالا تولید می‌کند. این ماده عامل کار را در بدنه عامل (working body) موتور انجام می‌دهد و حرارت را به چاه سردتر انتقال می‌دهد تا این که به حالت با دمای پایین برسد. در طول این فرآیند بخشی از انرژی حرارتی با بهره‌گیری از خواص ماده عامل به کار تبدیل می‌شود. این ماده عامل می‌تواند هر ماده‌ای با یک ظرفیت گرمایی غیر صفر باشد؛ اما معمولا یک گاز یا مایع است موتورهای حرارتی اغلب با سیکلی که تلاش در تقلید آن دارند به اشتباه گرفته می‌شوند. به طور معمول هنگامی که یک دستگاه فیزیکی را توصیف می‌کنیم از اصطلاح موتور استفاده می‌شود. هنگامی که یک مدل را توصیف می‌کنیم از اصطلاح سیکل استفاده می‌شودچرخه کارنو
چرخه کارنو شامل چهار فرآیند زیر است:
یک فرآیند انبساط گاز ایزوترمال برگشت پذیر. در این فرآیند ، گاز ایده آل موجود در سیستم گرمای مقدار
q
i
n
را از منبع گرما در دمای بالا ران جذب می کند ، منبسط می شود و در محیط کار می کند.
یک فرایند انبساط گاز آدیاباتیک برگشت پذیر. در این فرآیند ، سیستم عایق حرارتی است. گاز همچنان در حال انبساط و کار در محیط اطراف است ، که باعث می شود سیستم تا دمای پایین تر ، خنک شود.
یک فرآیند فشرده سازی گاز همدما برگشت پذیر. در این فرآیند ، محیط اطراف با گاز کار می کند و باعث از بین رفتن گرما می شود.