Muchas de las mquinas trmicas que se construyen en la actualidad (motores de camiones, coches, maquinaria, etc.) estn provistas de un motor denominado motor de cuatro tiempos. El ciclo que describe el fluido de trabajo de dichas mquinas se denomina ciclo de Otto, inventado a finales del siglo XIX por el ingeniero alemn del mismo nombre.

En el ciclo de Otto, el fluido de trabajo es una mezcla de aire y gasolina que experimenta una serie de transformaciones (seis etapas, aunque el trabajo realizado en dos de ellas se cancela) en el interior de un cilindro provisto de un pistn.El proceso consta de seis etapas: 01-Admisin: la vlvula de admisin se abre, permitiendo la entrada en el cilindro de la mezcla de aire y gasolina. Al finalizar esta primera etapa, la vlvula de admisin se cierra. El pistn se desplaza hasta el denominadopunto muerto inferior (PMI). 12-Compresin adiabtica: la mezcla de aire y gasolina se comprime sin intercambiar calor con el exterior. La transformacin es por tantoisentrpica. La posicin que alcanza el pistn se denominapunto muerto superior (PMS). El trabajo realizado por la mezcla en esta etapa es negativo, ya que sta se comprime. 23-Explosin: la buja se activa, salta una chispa y la mezcla se enciende. Durante esta transformacin la presin aumenta a volumen constante. 34-Expansin adiabtica: la mezcla se expande adiabticamente. Durante este proceso, la energa qumica liberada durante la combustin se transforma en energa mecnica, ya que el trabajo durante esta transformacin es positivo. 41-Enfriamiento iscoro: durante esta etapa la presin disminuye y la mezcla se enfra liberndose calor al exterior. 10-Escape: la vlvula de escape se abre, expulsando al exterior los productos de la combustin. Al finalizar esta etapa el proceso vuelve a comenzar.Eltrabajototal realizado durante el ciclo espositivo(ya que ste se recorre en sentido horario). Como se observa en la parte izquierda de la animacin, el trabajo realizado por el sistema durante las etapas 01 y 10 es igual en valor absoluto pero de signo contrario, por lo que no contribuyen al trabajo total.El movimiento del pistn se transmite a labiela(representada en naranja en la figura) y de sta al cigeal. Posteriormente este movimiento se transmite a las ruedas.Rendimiento del ciclo de Otto idealElrendimientodel ciclo de Otto, como el de cualquier otra mquina trmica, viene dado por la relacin entre el trabajo total realizado durante el ciclo y el calor suministrado al fluido de trabajo:

La absorcin de calor tiene lugar en la etapa23y la cesin en la41, por lo que:

Suponiendo que la mezcla de aire y gasolina se comporta como ungas ideal, los calores que aparecen en la ecuacin anterior vienen dados por:

Ya que ambas transformaciones sonisocoras.Sustituyendo en la expresin del rendimiento:

Las transformaciones12y34sonadiabticas, por lo que:

Puesto queV2=V3yV4=V1.Restando,

La relacin entre volmenesV1/V2se denominarelacin de compresin(r).Sustituyendo en la expresin del rendimiento se obtiene:

El rendimiento expresado en funcin de la relacin de compresin es:

Cuanto mayor sea la relacin de compresin, mayor ser el rendimiento del ciclo de Otto.Ciclo de Otto realEn la prctica, ni las transformaciones adiabticas del ciclo de Otto son adiabticas (isentrpicas) ni las transformaciones isocoras de la animacin anterior tienen lugar a volumen constante.En la siguiente figura se ha representado un esquema del ciclo real de Otto superpuesto con el ideal analizado en las secciones anteriores.

En la figura estn indicados de forma aproximada los puntos del ciclo donde tienen lugar la explosin y el escape respectivamente.