מנועים.

שלב 1 מתוך 10

ארבעה שלבים

הבוכנה עולה ויורדת, ומוט הטלטל הופך את התנועה הזאת לסיבוב של גל הארכובה. כל מחזור עובר ארבעה שלבים, וכל שלב נמשך חצי סיבוב: יניקה של אוויר ודלק, דחיסה, עבודה אחרי ההצתה, ופליטה של הגז השרוף. צפו בבוכנה במשך מחזור שלם.

שלב 2 מתוך 10

כמה פעימות בשנייה

מהירות המנוע נמדדת בסיבובים לדקה, סל״ד. מחזור שלם לוקח שני סיבובים, ויש בו פעימת עבודה אחת בלבד.

שלב 3 מתוך 10

יחס דחיסה

יחס הדחיסה $r$⁠ הוא הנפח מעל הבוכנה בנקודה התחתונה חלקי הנפח בנקודה העליונה. בשרטוט לולאת לחץ–נפח רואים את המחזור כלולאה: השטח שלה הוא העבודה בכל מחזור. במחזור האידאלי של מנוע בנזין, מחזור אוטו, הנצילות תלויה רק ביחס הדחיסה:

$\eta = 1 - r^{1-\gamma}$$\eta =$$1 - r^{1-\gamma}$⁠

כאן $\gamma = 1.4$⁠ לאוויר. היחס קבוע עכשיו על $10$⁠.

שלב 4 מתוך 10

לאן הולך החום

הבעירה מוסיפה לגז חום $Q_{\text{in}}$⁠. חלק ממנו, $\eta Q_{\text{in}}$⁠, הופך לעבודה, והשאר יוצא עם הגז החם בפליטה ודרך מערכת הקירור. שימור האנרגיה אומר:

$Q_{\text{in}} = W + Q_{\text{out}}$$Q_{\text{in}} =$$W + Q_{\text{out}}$⁠

שלב 5 מתוך 10

הספק

הספק הוא עבודה בשנייה: העבודה בכל מחזור כפול מספר המחזורים בשנייה. הלולאה שבתרשים, והעבודה שלה, לא תלויות במהירות המנוע, רק במצערת (לחץ יניקה) וביחס הדחיסה. המצערת פתוחה עכשיו לגמרי.

שלב 6 מתוך 10

הצילינדר

הצילינדר שבסצנה הוא אחד מארבעה במנוע רגיל של מכונית משפחתית. “מנוע של שני ליטרים” פירושו הנפח שכל הבוכנות גורפות יחד.

שלב 7 מתוך 10

לפתוח את המצערת

דוושת הגז לא מזרימה דלק ישירות: היא פותחת שסתום, המצערת, שנותן לאוויר להיכנס. ככל שנכנס יותר אוויר, המחשב מזריק יותר דלק.

שלב 8 מתוך 10

העבודה שהוא נותן

בשרטוט לולאת לחץ–נפח השטח שבתוך הלולאה הוא העבודה בכל מחזור. המצערת פתוחה לגמרי.

שלב 9 מתוך 10

אחרי הניצוץ

הניצוץ מצית את התערובת, והגז מתחמם בבת אחת לאלפי מעלות, לפני שהבוכנה מספיקה לזוז.

שלב 10 מתוך 10

הלחץ הגבוה ביותר

אותה טמפרטורה, אבל יותר גז. הנקודה הגבוהה בלולאה היא הלחץ ממש אחרי הניצוץ.