《热值及热机效率》 知识清单

《热值及热机效率》知识清单
一、热值
1、定义
热值是指单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量。

2、物理意义
热值反映了燃料燃烧放热本领的大小。

热值越大，相同质量的燃料完全燃烧时放出的热量越多。

3、单位
热值的单位有焦耳/千克（J/kg）和焦耳/立方米（J/m³）。

对于固体和液体燃料，常用焦耳/千克作为热值的单位；对于气体燃料，常用焦耳/立方米作为热值的单位。

4、计算公式
燃料完全燃烧放出的热量 Q 放＝ mq （其中 m 表示燃料的质量，q 表示燃料的热值）
或 Q 放＝ Vq （其中 V 表示燃料的体积）
5、常见燃料的热值
（1）干木柴的热值约为 12×10^7 J/kg
（2）烟煤的热值约为 29×10^7 J/kg
（3）汽油的热值约为 46×10^7 J/kg
（4）天然气的热值约为 71×10^7 J/m³
6、热值的特点
（1）热值是燃料本身的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，
与燃料的质量、燃烧是否充分等因素无关。

（2）不同燃料的热值一般不同，这决定了它们在应用中的优缺点。

二、热机
1、定义
热机是利用内能来做功的机器。

2、工作原理
热机通过燃料燃烧将化学能转化为内能，然后通过做功将内能转化
为机械能。

3、常见的热机
（1）蒸汽机：通过蒸汽推动活塞做功。

（2）内燃机：包括汽油机和柴油机，燃料在汽缸内燃烧，推动活
塞做功。

（3）汽轮机：利用高温高压的蒸汽推动叶轮转动做功。

三、热机效率
1、定义
热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。

2、公式
热机效率η ＝ W 有／ Q 放 × 100% （其中 W 有表示热机做的有用功，Q 放表示燃料完全燃烧放出的热量）
3、提高热机效率的途径
（1）使燃料尽可能充分燃烧。

例如，将燃料磨成粉末，增大与空气的接触面积；使用鼓风机，增大空气的进入量等。

（2）减少热量的散失。

如对汽缸进行良好的保温，减少废气带走的热量等。

（3）尽量减少各种摩擦。

例如，使用优质的润滑油，减小机件之间的摩擦。

（4）改进热机的结构和性能。

4、热机效率的意义
（1）热机效率是衡量热机性能的重要指标。

（2）提高热机效率可以节约能源，减少环境污染。

四、热机的能量损失
1、燃料未完全燃烧损失的能量
由于燃料燃烧条件限制，部分燃料未完全燃烧，导致化学能没有完全转化为内能。

2、废气带走的能量
热机工作时，排出的废气温度较高，带走了大量的内能。

3、克服摩擦做功损失的能量
热机的各个部件之间存在摩擦，克服摩擦做功会消耗一部分能量。

4、散热损失的能量
热机的部件会向周围环境散热，损失一部分能量。

五、热机对环境的影响
1、废气污染
热机燃烧燃料产生的废气中含有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等污染物，会对大气造成污染。

2、噪声污染
热机工作时会产生较大的噪声，影响人们的生活和健康。

3、温室效应
二氧化碳等气体的排放会导致温室效应加剧，影响全球气候。

总之，了解热值和热机效率对于合理利用能源、提高能源利用效率以及保护环境都具有重要的意义。

在实际应用中，我们要不断改进技术，提高热机效率，减少能源浪费和环境污染。