I motori a combustione interna riescono a trasformare in energia meccanica solo una parte, piuttosto ridotta, della energia termica sviluppata all'interno dei cilindri dalla combustione della miscela aria-carburante precedentemente aspirata e quindi compressa. Questo vuole dire che come trasformatori di energia non sono particolarmente validi e che buona parte della energia teoricamente disponibile finisce sprecata in quanto ceduta al sistema di raffreddamento e esce dai cilindri assieme ai gas di scarico. I motori diesel, principalmente grazie al loro rapporto di compressione nettamente superiore, risultano migliori di quelli a benzina sotto questo aspetto, raggiungendo rendimenti termici piu' alti e di conseguenza consumi specifici inferiori. Indicativamente il rendimento termico di un moderno diesel a iniezione diretta e' dell'ordine di 0,48 e quello di un diesel a iniezione indiretta raggiunge all'incirca lo 0,40. Per i motori a benzina si e' all'incirca intorno allo 0,36. E' importante sottolineare come il rendimento effettivo (costituito dal rendimento termico moltiplicato per quello meccanico) sia sensibilmente inferiore passando nei tre casi in esame rispettivamente a circa 0,42 - 0,35 e 0,30. A questi rendimenti corrispondono consumi specifici dell'ordine di 196 g/kWh (diesel a iniezione diretta), di 230 g/kWh (diesel a iniezione indiretta) e di 250 g/kWh (motori a cielo Otto).
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