Motori a scoppio

Se non fosse che, tanti anni fa, sono stato portato d’urgenza in pronto soccorso su un’ambulanza spinta da un motore a scoppio, sarei capace di dire che il signor Otto e il signor Diesel sono stati, inconsapevolmente, dei grandi malefattori dell’umanità.
Questi due signori sono stati gli scopritori degli omonimi cicli termodinamici, che a loro volta sono alla base del funzionamento del motore a quattro tempi a benzina e di quello a gasolio (in questo caso, erroneamente, anche il carburante viene spesso indicato come “diesel”). I motori a scoppio e il loro utilizzo hanno sicuramente cambiato la vita dell’umanità negli ultimi cento anni. Non è compito di queste poche righe trattare vantaggi e svantaggi più evidenti del loro utilizzo (mobilità e inquinamento, velocità e incidenti), ma possiamo provare a fare una breve riflessione proprio a partire dalla termodinamica, che era l’occupazione dei due ingegneri tedeschi di cui sopra. La resa di qualsiasi macchina è sempre inferiore allo zero: ce lo insegna l’incontrovertibile secondo principio della termodinamica. Questo significa che, se forniamo l’energia a un sistema, per esempio un motore a scoppio, magari sotto forma di energia chimica contenuta in un combustibile come la benzina o il gasolio, la frazione di energia che verrà convertita in lavoro utile sarà inferiore al cento per cento (e in questo caso la resa sarebbe uno). Il resto verrà trasformato in energia di altro tipo (per esempio energia termica, calore). La somma delle energie sarà uguale a uno; questo lo insegna l’altrettanto incontrovertibile primo principio della termodinamica. Il problema è che della forma di energia non utilizzabile ci importa ben poco e anzi preferiremmo non ci fosse. Questa introduzione chimico-fisica serve a introdurre il fatto che la resa dei motori a scoppio è molto, molto bassa. Se vogliamo essere estremamente ottimisti e pensare che il mondo dei motori sia fatto di motori eccezionali, di quelli che fanno venire i lucciconi agli occhi agli appassionati di meccanica, possiamo auspicare una resa di un po’ più del trenta per cento (siamo buoni, facciamo 0,33%). Questo significa che solo un terzo dell’energia che noi forniamo al motore quando infiliamo la pompa nel condotto del serbatoio serve a trasportarci in giro per il mondo. Sì: i due terzi del carburante (e anche degli euro che sborsiamo quando facciamo il pieno) vanno dispersi in calore, che se ne va libero per l’atmosfera, contribuisce al riscaldamento globale e fa felici i gatti che in inverno possono dormire al caldo accovacciati sul cofano motore. Questo può indurci a una prima riflessione e a una modifica di comportamento molto semplice: se la prossima volta che pigiamo il piede sul gas per arrivare al semaforo rosso prima del signore al nostro fianco riusciamo a pensare a un flusso di monete da un euro che se ne va dal tubo di scappamento e dalla ventola del radiatore, forse ci sarà più semplice assumere comportamenti ecologici quando siamo alla guida.

[Ugo Finardi – Chimico, ricercatore CNR]

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