mäntä on sylinteriin suljettu liikkuva levy, jonka männänrenkaat tekevät kaasutiiviiksi. Levy liikkuu sylinterin sisällä, kun sylinterin sisällä oleva neste tai kaasu laajenee ja supistuu. Mäntä auttaa lämpöenergian muuntamisessa mekaaniseksi työksi ja päinvastoin. Tämän vuoksi männät ovat keskeinen osa lämpömoottoreita. Männät toimivat siirtämällä sylinterissä olevan laajenevan kaasun voimantuotto kampiakselille,joka antaa vauhtipyörälle pyörimisliikkeen. Tällaista järjestelmää kutsutaan mäntämoottoriksi.
männän on noudatettava syklistä prosessia, jotta se voi jatkuvasti muuntaa lämpöenergiaa työksi, ja on monia tapoja suorittaa tämä sykli. Esimerkiksi:
- syöttämällä lämpöä sylinterin sisällä olevaan kaasuun kaasu laajenee kasvattaen sylinterin tilavuutta ja antaa hyödyllistä työtä.
- poistamalla lämpöä sylinteristä kaasun paine laskee, jolloin sitä voidaan puristaa helpommin.
- syöttämällä työtä mäntään mäntä puristuu takaisin alkutilaan, valmiina suorittamaan syklin jälleen.
tämä sykli voidaan visualisoida alla olevassa kuvassa 2.
nämä vaiheet voidaan tehdä eri tavalla ja prosesseista voi tulla hyvin monimutkaisia, mutta tämä on yksinkertainen esimerkki siitä, miten mäntä voidaan saada tekemään hyödyllistä työtä lämmön avulla. Tiedetään, että tätä lämpöä ei voi muuttaa täysin työksi, muuten systeemin entropia vähenisi, minkä termodynamiikan toinen laki kieltää.
- Wikimedia Commons , saatavilla: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/75/Piston_of_DAT_engine.jpg
- R. D. Knight, ”Heat Engineers and Refrigerers” teoksessa Physics for Scientists and Engineers: a Strategic Approach, 3nd ed. San Francisco, Yhdysvallat: Pearson Addison-Wesley, 2008, ch.19, sec. 2, S. 530
- sovitti fysiikasta tiedemiehille ja insinööreille R. Knightin
Jatkoluettavaksi
- lämpömoottori
- työ
- termodynamiikan ensimmäinen laki
- tai tutki a