# Motoare termice și randamentul

> Pagina: https://bacalaurescu.ro/fizica/lectii/principiile-termodinamicii/motoare-termice-si-randament
> Markdown: https://bacalaurescu.ro/fizica/lectii/principiile-termodinamicii/motoare-termice-si-randament.md
> Sursa: Bacalaurescu (bacalaurescu.ro), conținut gratuit pentru BAC 2027.

Materia: [Fizică](https://bacalaurescu.ro/fizica)

Capitolul: [Termodinamică: principiile termodinamicii](https://bacalaurescu.ro/fizica/lectii/principiile-termodinamicii)
Actualizat: 2026-11-01

Principiul de funcționare al motorului termic și calculul randamentului.

## Pe scurt pentru BAC

- Motorul termic funcționează ciclic: primește $Q_1$ de la sursa caldă, efectuează lucrul $L$ și cedează obligatoriu $Q_2$ sursei reci.
- Randamentul este întotdeauna subunitar, $\eta < 1$, enunț echivalent cu principiul al II-lea al termodinamicii.
- Dacă știi randamentul și lucrul pe ciclu, afli căldura primită cu $Q_1 = \dfrac{L}{\eta}$.
- Motorul Otto, pe benzină, are aprindere prin scânteie și ciclu în 4 timpi, iar motorul Diesel are aprindere prin comprimare, fără bujie.
- Motoarele reale au randamente de aproximativ 25-40%, majoritatea energiei pierzându-se sub formă de căldură.

## Ce face un motor termic

Un motor termic transformă CĂLDURA în LUCRU MECANIC, funcționând ciclic între două surse:

1. primește căldura $Q_1$ de la sursa CALDĂ (arderea combustibilului);
2. efectuează lucrul mecanic $L$;
3. cedează obligatoriu căldura $Q_2$ sursei RECI (evacuare, radiator).

Bilanțul pe ciclu: $L = Q_1 - Q_2$ (pe un ciclu complet $\Delta U = 0$).

## Randamentul

$$\eta = \dfrac{L}{Q_1} = \dfrac{Q_1 - Q_2}{Q_1} = 1 - \dfrac{Q_2}{Q_1}$$

Randamentul e întotdeauna SUBUNITAR ($\eta < 1$): o parte din căldură se cedează inevitabil sursei reci: enunț echivalent cu principiul al II-lea al termodinamicii.

## Exemple rezolvate

**1.** Un motor primește $Q_1 = 1000$ J și cedează $Q_2 = 600$ J.

$$L = 1000 - 600 = 400 \; \text{J}, \qquad \eta = \dfrac{400}{1000} = 40\%$$

**2.** Un motor cu $\eta = 25\%$ efectuează $L = 500$ J pe ciclu. Ce căldură primește?

$$Q_1 = \dfrac{L}{\eta} = \dfrac{500}{0{,}25} = 2000 \; \text{J}; \qquad Q_2 = 1500 \; \text{J}$$

**3.** Puterea: dacă motorul face 10 cicluri pe secundă cu $L = 400$ J/ciclu: $P = 4000$ W.

## Motoarele reale (reperele de cultură fizică)

1. **motorul Otto** (benzină): aprindere prin scânteie, cicluri în 4 timpi (admisie, compresie, ardere-destindere, evacuare);
2. **motorul Diesel**: aprindere prin comprimare (fără bujie);
3. randamentele reale: aproximativ 25-40%: majoritatea energiei se pierde ca și căldură.

> [!RETINE]
> η = L/Q1 = 1 − Q2/Q1. Q2 nu e "pierdere din neglijență": e obligatorie prin principiul al II-lea; niciun motor nu poate transforma integral căldura în lucru.

## Greșeli frecvente

1. Randamentul se raportează la $Q_1$ (căldura PRIMITĂ), nu la $Q_2$.
2. $\eta = 40\%$ înseamnă 0,40 în calcule, nu 40.
3. Pe un CICLU complet $\Delta U = 0$: de aceea $L = Q_1 - Q_2$; pe o transformare izolată nu e valabil.