Missió 3. Comparació motors de combustió

Temps previst: 1 hora

Recursos necessaris: ordinador personal

Agrupament: en grup

Format d’entrega: presentació  digital

Hi ha diferents tipus de motors d’explosió que s’utilitzen en diferents aplicacions:  Motors d’explosió de 2 temps, Motors d’explosió de 4 temps i Motors a reacció.

I diferents carburants derivats del petroli: gasolina (benzina), gasoil, fuel, querosè, GLP (gasos liquats del petroli) i GNL (gas natural liquat). Tots ells en menor o major grau generen contaminació de l’aire, i desprenen CO2, un dels principals gasos responsables de l’efecte hivernacle que provoca el canvi climàtic.

Constitució, funcionament i característiques del motor 4T cicle Otto ?

• Els  motors d’explosió són màquines complexes en les que intervenen diferents tecnologies i coneixements: termodinàmica, mecànica, electricitat, química, etc. i es construeixen, segons la potència i l’espai a ocupar, amb diferents unitats transformadores d’energia: el conjunt cilindre-èmbol. 

• En els automòbils és comú que n’hi hagi quatre, tot i això hi ha altres configuracions. L’element bàsic per comprendre com funciona un motor de quatre temps és el motor d’un sol cilindre. En els vehicles els motors solen tenir 3, 4, 6 i 8  cilindres que treballen coordinadament per proporcionar més potència. 

Constitució, funcionament i característiques del motor 4T Diesel

• Els motor de cicle Diesel és semblant al de cicle Otto però té diferències significatives. El combustible que fa servir, el gasoil, s’inflama a pressió i temperatura elevades, a diferència de la gasolina que requereix una flama o espurna.

Comparació dels motors

• Els motors de 4T Diesel i els Otto comparteixen elements comuns però d’altres són totalment diferents. Això els confereix característiques diferents pel que fa a la potència i consum de combustible, entre d’altres. El motor transfereix l’energia química de la gasolina i del gasoil a energia mecànica de rotació (treball d’expansió dels gasos). Com a resultat de la combustió d’aquests combustibles a l’interior del cilindre es desprèn una gran quantitat d’energia tèrmica que no té cap aprofitament directe.                    

• La relació entre l’energia mecànica obtinguda i l’energia química proporcionada per la gasolina és el rendiment del motor. S’expressa en %. El rendiment del motors d’explosió varia en funció de les condicions de treball. Per als de gasolina sol estar entre el 20% i el 30%. Això significa que només el 20% (30%) d’energia de la gasolina es transferirà a energia mecànica útil en el cigonyal, i la resta, el 80% (70%) esdevindrà energia tèrmica que no s’aprofitarà. Els motors de gasoil solen tenir un rendiment al voltant del 40%.

Descripció de la tasca:

1- Busca informació sobre el motor elèctric i el sintètic biodièsel.

2- A partir de la informació donada anteriorment i la trobada a l'exercici anterior crea una petita presentació digital amb l'aplicació que més us agradi comparant els diferents motors. 

3- Quines conclusions heu extret: potència, rendiment i consum.

Ensenyeu la tasca acabada al professorat abans de passar a la missió següent.

Missió 4. Com reduir l'impacte dels vaixells de motor

Temps previst: 1 hora

Recursos necessaris: ordinador personal

Agrupament: en grup

Format d’entrega: presentació  digital-poster

Generació de CO2 

Un dels problemes greus que ha comportat l’ús massiu dels combustibles fòssils des del segle XIX a l’actualitat és la contaminació atmosfèrica i l’emissió de gasos d’efecte hivernacle, especialment del diòxid de carboni (CO2). Els motors de combustió en són responsables en gran manera.

L’acumulació d’aquest gas ha contribuït a l’efecte hivernacle, responsable del canvi climàtic en el planeta.

• La combustió d'un litre de gasolina genera 2,3 Kg de CO2

• La combustió d'un litre de gasoil genera 2,6 Kg de CO2  i altres contaminants   

Descripció de la tasca:

1- A la vista dels resultats de la recerca que acabeu de fer, quin tipus de motor recomanaríeu atenent els criteris d’economia i de sostenibilitat ambiental? Justifiqueu la resposta.

2- Busqueu propostes per conscienciar a la població sobre el problema de l'ús dels vehicles amb motor de combustió i penseu quines són les mesures més viables per minimitzar el seu impacte ambiental, garantir la salut de la població i no contribuir al canvi climàtic.

3- Feu una reflexió sobre si cal eradicar els motors de combustió. 

4- Elaboreu un pòster a partir de les conclusions trobades per divulgar a la resta de la classe la problemàtica de l'ús dels vehicles amb motor de combustió i quines són les mesures que proposeu. 

Ensenyeu la tasca acabada al professorat abans de passar a la missió següent.