Eine Wärmekraftmaschine mit zwei Kolben: Der Verdränger schiebt das Gas zwischen heiß und kalt, der Arbeitskolben liefert die Arbeit.
Jetzt lassen wir Gase arbeiten. Ein Stirlingmotor macht Wärme zu Bewegung.
Im Motor stecken zwei Kolben mit ganz verschiedenen Aufgaben.
Gehe mit „Nächster Takt“ durch die vier Takte des Stirlingmotors. Rot bedeutet: Das Gas steht auf der heißen Seite, blau: auf der kalten.
Takt 1 von 4: .
Halte fest: Entscheidend ist der Vergleich von Takt 1 und Takt 3: Beide bewegen den Arbeitskolben, aber im heißen Gas herrscht bei gleichem Volumen ein höherer Druck. Deshalb liefert die Expansion mehr Arbeit, als die Kompression verbraucht — die Differenz treibt den Motor an.
Warum der Motor läuft:
heiß ausdehnen — kalt zusammendrücken
Expansion: Heißes Gas hat hohen Druck und gibt viel Arbeit ab.
Kompression: Kaltes Gas hat kleineren Druck, das Zusammendrücken kostet weniger Arbeit.
Nutzarbeit: Die Differenz beider Arbeiten treibt das Schwungrad an.
Der Verdrängerkolben dichtet nicht ab. Er ändert nur den Ort des Gases, nicht das Volumen.
Ohne Temperaturunterschied läuft der Motor nicht. Heizen allein genügt nicht.
Erst nach allen vier Takten ist das Gas wieder im Anfangszustand. Die Gasmenge bleibt dabei immer dieselbe.