מנוע חום הוא מכונה שמשנה אנרגיה תרמית (חום) לעבודה מכנית (תנועה מועילה). מקור החום יכול להיות בעירה של דלק, אנרגיה סולארית, אנרגיה גאותרמית ועוד. דוגמאות נפוצות הן מנוע דיזל, מנוע בנזין, טורבינת קיטור ומנוע סילון.
אנרגיית חום מדלק מתקבלת בשריפה, תגובה כימית שבה הקשרים בין אטומי הפחמן והמימן שבדלק נשברים. האטומים מתחברים מחדש עם אטומי החמצן שבאוויר. בתהליך זה משתחררת כמות גדולה של חום. החום הזה מקל על האידוי של הדלק וגורם להמשך שריפה.
דלק גולמי הוא תערובת של פחמימנים (hydrocarbons). פחמימנים הם מולקולות שעשויות רק מפחמן (C) ומימן (H). בדלק מנפט תכולת הפחמן היא כ־83, 87% ותכולת המימן כ־11, 14%. יש בדלק גם כמויות קטנות של גופרית ומינרלים.
האוויר מורכב בעיקר מחמצן (O2) וחנקן (N2). החנקן, ברוב התנאים, לא משתתף בתגובת השריפה.
כדי ששריפה תתחיל, הדלק צריך להתאדות ולהתחמם עד טמפרטורה מסוימת. טמפרטורה זו נקראת נקודת ההצתה. בדלק סולר מצוין בתיאור המקורי ערך של כ־5200C. חימום ראשון זה נותן לאטומים אנרגיה ומחליש את הקשרים הכימיים.
החום שנוצר מהמולקולות הראשונות מניע אידוי ושריפה של חלקים נוספים בדלק. כך השריפה מתפשטת במהירות בתהליך שרשרת.
מוצר השרפה הוא תערובת של גזים שנקראת גזי שרפה. הם סופגים חלק גדול מהחום ומגיעים לטמפרטורות גבוהות מאוד, בתיאור המקורי צויין עד 20000C.
את האנרגיה התרמית מממירים לעבודה מכנית בשתי שיטות עיקריות.
מנועי חום נחלקים לשתי קבוצות: מנועי בעירה פנימית, שבהם הבעירה מתרחשת בתוך המנוע עצמו, ומנועי בעירה חיצונית, שבהם מקור החום מחוץ לחלקי העבודה של המנוע.
מנוע חום הוא מכונה שהופכת חום לתנועה. חום הוא אנרגיה חמה. תנועה זו היא העבודה שהמכונה עושה.
דוגמאות: מנוע ברכב, מנוע של מטוס וטורבינת קיטור.
חום מגיע מפני שריפת דלק. שריפה היא חיבור מחדש בין חומרי הדלק לחמצן שבאוויר. זה יוצר גזים חמים.
דלק מורכב בעיקר מפחמן ומימן. שמם המדעי הוא פחמימנים. יש גם מעט גופרית ומינרלים.
האוויר הוא בעיקר חמצן וחנקן. חנקן בדרך כלל לא נכנס לשריפה.
כדי ששריפה תתחיל צריך לחמם את הדלק עד טמפרטורה גבוהה. הדבר הזה נקרא נקודת ההצתה.
החום שעולה מעודד עוד דלק להתאדות ולשריפה. כך האש מתפשטת מהר.
מוצר השריפה הוא תערובת של גזים חמים. הגזים האלה יכולים להיות מאוד חמים.
את החום שמייצרת השריפה ממירים בעזרת חלקים במנוע לתנועה.
יש שני סוגים עיקריים: מנועים שבהם הבעירה קורה בתוך המנוע ומנועים שבהם הבעירה מחוץ לו.
תגובות גולשים