Il motore a scoppio spiegato ai bambini
Automobili, motorini, tosaerba, barche a motore: moltissime macchine si muovono grazie al motore a scoppio. Il suo nome dice già tutto: dentro il motore avvengono migliaia di piccoli "scoppi" controllati che spingono dei pistoni e fanno girare le ruote. E sai una cosa? Tra i suoi inventori ci sono anche due italiani! In questa pagina scopriamo come funziona il motore a scoppio, cosa sono i famosi quattro tempi e che differenza c'è con il motore diesel e quello elettrico.
Che cos'è il motore a scoppio
Il motore a scoppio, chiamato anche motore a combustione interna, è una macchina che trasforma l'energia chimica del carburante, come la benzina, in movimento. Si chiama "a combustione interna" perché il carburante brucia dentro il motore, in uno spazio chiuso chiamato cilindro.
Le parti principali
- Il cilindro: un tubo di metallo chiuso, dove avviene lo scoppio.
- Il pistone: un "tappo" che scorre su e giù dentro il cilindro, come lo stantuffo di una siringa.
- La candela: fa una piccola scintilla elettrica che accende il carburante.
- Le valvole: piccole porte che si aprono e si chiudono per far entrare l'aria con il carburante e far uscire i gas di scarico.
- La biella e l'albero motore: trasformano il movimento su e giù del pistone in un movimento che gira, come fanno le tue gambe con i pedali della bicicletta.
Come funziona: i quattro tempi
La maggior parte dei motori delle auto a benzina funziona in quattro tempi, cioè quattro fasi che si ripetono migliaia di volte al minuto:
- Aspirazione: il pistone scende e, attraverso una valvola aperta, entra nel cilindro una miscela di aria e benzina.
- Compressione: la valvola si chiude e il pistone risale, schiacciando la miscela in uno spazio piccolissimo.
- Scoppio (o espansione): la candela fa la scintilla, la miscela brucia all'improvviso e i gas caldissimi spingono il pistone verso il basso con forza. È questo il tempo che produce energia!
- Scarico: il pistone risale e spinge fuori i gas bruciati attraverso un'altra valvola, che escono dal tubo di scappamento.
Per ricordarli, c'è un trucco: "aspira, schiaccia, scoppia, scarica". Un'auto ha di solito 3, 4 o più cilindri che lavorano a turno, così il movimento è continuo e regolare.
Chi ha inventato il motore a scoppio?
Nel 1853 due toscani, il sacerdote e scienziato Eugenio Barsanti e l'ingegnere Felice Matteucci, depositarono uno dei primi brevetti di un motore a combustione interna. Qualche anno dopo, nel 1876, il tedesco Nikolaus Otto costruì il primo motore a quattro tempi funzionante, lo stesso principio usato ancora oggi. Poco dopo, Karl Benz e Gottlieb Daimler lo montarono sulle prime automobili.
Motore a scoppio, diesel ed elettrico
- Il motore diesel, inventato da Rudolf Diesel alla fine dell'Ottocento, non ha la candela: l'aria viene schiacciata così tanto che diventa caldissima e il gasolio si accende da solo.
- Il motore elettrico non brucia niente: usa l'elettricità delle batterie e dei magneti per far girare le ruote. È silenzioso e non produce gas di scarico dove viene usato.
I motori a scoppio producono gas che inquinano l'aria e contribuiscono al riscaldamento del pianeta. Per questo oggi si stanno diffondendo sempre di più le auto elettriche e ibride.
Attività sul motore a scoppio
- La siringa pistone: prendi una siringa senza ago, tappa il buco con il dito e spingi lo stantuffo: senti l'aria che si schiaccia? È la compressione! Lasciando andare, lo stantuffo torna indietro spinto dall'aria.
- La danza dei quattro tempi: in quattro bambini, ognuno fa un tempo del motore con un gesto (aspirare, schiacciare, saltare per lo scoppio, soffiare per lo scarico). Poi provate ad andare sempre più veloci!
In breve: il motore a scoppio in 5 punti
- Il motore a scoppio trasforma l'energia del carburante in movimento.
- Il carburante brucia dentro il cilindro e spinge il pistone.
- I quattro tempi sono: aspirazione, compressione, scoppio e scarico.
- Tra i primi inventori ci sono gli italiani Barsanti e Matteucci (1853); Otto creò il motore a quattro tempi nel 1876.
- Oggi si diffondono le auto elettriche, che inquinano meno.
Domande frequenti
Come funziona il motore a scoppio spiegato ai bambini?
Dentro un cilindro, una miscela di aria e benzina viene schiacciata e accesa da una scintilla: lo scoppio spinge il pistone, che fa girare le ruote.
Quali sono i 4 tempi del motore?
Aspirazione, compressione, scoppio (o espansione) e scarico.
Chi ha inventato il motore a scoppio?
Tra i primi ci sono gli italiani Eugenio Barsanti e Felice Matteucci, nel 1853; il motore a quattro tempi fu realizzato da Nikolaus Otto nel 1876.
