Funzionamento come motore termico

  Facendo riferimento alla figura, il funzionamento come motore termico puņ essere schematizzato nella seguente maniera < ammettendo che i pistoni si muovano indipendentemente uno dall'altro):

• fase 1 compressione isoterma
  il pistone 2 č al punto morto superiore ed il pistone solleva comprimendo l'aria a temperatura T₁
• fase 2 riscaldamento isocore
  Il pistone 2 si abbassa trasferendo l'aria dalla zona inferiore del cilindro a bassa temperatura T₁ alla zona superiore ad alta temperatura T₂.
• fase 3 espansione isoterma
  il pistone 1 scende e l'aria si espande isotermicamente (alla temperatura T₂) assorbendo calore dal filamento
• fase 4 raffreddamento isocore
  il pistone 2 si solleva trasferendo l'aria dalla parte inferiore dei cilindro, a temperatura alta, alla parte inferiore a temperatura bassa.

  Volume, pressione e temperatura riacquistano i valori iniziali ed il ciclo č concluso.
  Nel funzionamento reale i due pistoni si muovono contemporaneamente e quindi le diverse fasi non sono nettamente separate.
  Il motore ad aria calda puņ essere corredato dell'indicatore di "p V" che va collegato con un filo sottile al pistone 1 e con un tubicino di plastica all'apposita connessione sulla biella ( come mostrato nella figura).

  L'indicatore di "p V" permette di proiettare su di uno schermo il tracciato del ciclo reale eseguito dal motore.
  L'utilizzo dell'indicatore di "p V" permette di effettuare facilmente il confronto tra ciclo ideale di Stirling e ciclo reale del motore e di mostrare l'influenza della temperatura T₂ sulla potenza fornita (ricordiamo che l'area del ciclo di una macchina termica, rappresentato nel piano pV, costituisce il valore del lavoro meccanico che la macchina esegue ad ogni rotazione).
  La figura a lato mostra i diagrammi corrispondenti a diverse temperature T₂, ottenute variando la tensione di alimentazione sul filamento del motore ad aria calda.