热机效率计算
计算热机效率的四种公式
计算热机效率的四种公式四种计算热机效率的公式热机效率是评价热机工作性能的重要指标，它表示热机从热源吸收的热量中有多少被转化为有效功，是一个热机的能量转化效率。
下面将介绍四种计算热机效率的公式，并对其应用进行简要分析。
1. 热机效率 = 1 - Q2 / Q1该公式中，Q1表示热机从热源吸收的热量，Q2表示热机向冷源放出的热量。
根据能量守恒定律，热机吸收的热量等于放出的热量加上对外做的功。
因此，该公式可以表示为热机效率 = 1 - W / Q1，其中W为热机对外做的功。
2. 热机效率 = W / Q1该公式中，W表示热机对外做的功，Q1表示热机从热源吸收的热量。
热机效率可以理解为热机对吸收热量的利用效率，即有多少热量被转化为对外做功。
该公式也可以表示为热机效率= 1 - Q2 / Q1。
3. 热机效率 = 1 - T2 / T1该公式中，T1表示热机从热源吸收热量时的温度，T2表示热机向冷源放出热量时的温度。
该公式是根据卡诺热机的理论推导得出的，卡诺热机是一个理想化的热机，其效率是热机效率的上限。
该公式表明，热机效率与工作温度有关，温度越高，效率越高。
4. 热机效率 = 1 - (T2 / T1)^(γ-1)该公式中，T1表示热机从热源吸收热量时的温度，T2表示热机向冷源放出热量时的温度，γ表示热机工质的绝热指数。
该公式是根据理想气体的绝热过程推导得出的，适用于循环过程中热机工质为理想气体的情况。
绝热指数γ是一个与热机工质性质有关的参数，不同的工质具有不同的γ值。
这四种计算热机效率的公式分别从不同的角度描述了热机的能量转化效率。
其中，第一种公式是最基本的热力学公式，基于能量守恒定律；第二种公式是将热机效率理解为对吸收热量的利用效率；第三种公式是根据卡诺热机的理论推导得出的，是一个理想化的情况；第四种公式适用于热机工质为理想气体的情况，考虑了绝热过程的影响。
在实际应用中，根据具体情况选择合适的计算热机效率的公式非常重要。
热机效率的三种公式
热机效率的三种公式
热机效率是衡量热机工作性能的重要指标，它的变化会对热机的经济性和运行效率造成显著的影响。
目前，热机效率的计算有三种常用公式：
第一种是热机效率的标准公式，即热机效率η=热功率P/输入功率P1，其中热功率P是热机所输出的有效热能，输入功率P1是热机输入的有效功率。
第二种是基于理想热机效率的公式，即η=1-T2/T1，其中T1是热机的输入温度，T2是热机的输出温度。
第三种是基于绝热效率的公式，即η=P/(P1-P2)，其中P1、P2分别是热机的输入功率和输出功率。
以上三种热机效率的公式，都是用来估计热机效率的重要参考，但它们之间也存在一定的差异。
比如，第一种公式只适用于具有定常运行特性的热机，而第二种公式只适用于热机的输入和输出温度差较小的情况，第三种公式则只适用于热机的输入和输出功率都有较大变化的情况。
此外，要想准确地计算热机效率，还需要考虑热机的工作状态，以及热机的结构特点等因素，这也是热机效率的准确计算所必须注意的问题。
总之，热机效率的准确计算对于保证热机正常运行及节约能源非常重要，因此，应该科学正确地使用上述三种公式来估计热机效率，同时应该注意热机的工作状态及其结构特点，以准确计算出热机效率。
《如何突破“热机效率”的计算》
完全燃烧总热量， 加热目的是有用。 要是做功平衡力， 然后寻找有用功。
注解：燃料完全燃烧放出的是总热量，有用功要根据目的来 找：如果用于加热，则加热对象吸收的是有用的；如果是做 功，还要根据平衡状态先确定平衡力，然的看目的是前进距 离，不是提升物体。
Q总=Q放 × ×效率η
2.（2022·湖北·荆州市教育科学研究院中考真题）为全 面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，荆州 市大部分农村地区已经使用上了煤气烧水煮饭。小王同学 用他家的煤气将体积为2L，初温为20℃的水加热到100℃， 水吸收的热量是_______J；若此过程的热效率为40%，则 消耗煤气_______m3。[水的密度为1.0×103kg/m3，水的 比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气热值为4.0×107J/m3] 6.72×105 0.042
③水温升高了50℃
④加热过程中水的内能保持不变
A.只有①④正确
B.只有②③正确
C.只有①②正确
D.只有②③④正确
4.（2022·四川成都）小帆在老师指导下，用如图所示的同一个实验装
置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘
制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精
＝ W有
总热量
转移 转化
吸热 内能
Q吸=cmΔt
机械能 做功 平衡力F=f 机车行驶
固液 燃料燃烧
气体
Q放=mq Q放=Vq
q单位 J/kg
q单位
J/m3
Q放×η= W有=W=Fs =Fυt =fυt =Pt
Q放×η=Q吸 m燃料q×η=cm物Δt
热机效率在不结合电学知识的情况下，主要是两种类型的 计算题型：热传递类型和做功类型。 类型一：热传递类型
热值热机的效率和功率的有关计算
热值热机的效率和功率的有关计算热值热机是一种将热能转化为机械功的设备。
它包括燃烧热源（如燃料），工作物质（如水蒸汽）和供能系统（如涡轮机）。
热值热机的效率和功率是评估其性能的两个重要参数。
首先，让我们来看看热值热机的效率。
热值热机的效率定义为实际获得的机械功和输入热能之间的比率。
通常用以下公式表示：Efficiency = (Output Work) / (Input Heat Energy)其中，Output Work是从热值热机中获得的实际机械功，Input Heat Energy是提供给热值热机的热能。
下面是计算热值热机效率的一种常见方法。
1.确定输入热能。
首先，你需要知道输入热能的数值。
这可以通过测量输入热源的热值来获得。
热值通常以焦耳（Joules）为单位。
2.确定输出功。
然后，你需要测量从热值热机中获得的实际机械功。
这可以通过测量涡轮机或其他能量转换设备的输出功率来实现。
功率通常以瓦特（Watts）为单位。
3.计算效率。
现在，你可以使用上述公式计算热值热机的效率了。
将实际机械功除以输入热能，即可得到效率的数值。
通常以百分比或小数形式表示。
这就是计算热值热机效率的基本过程。
但是需要注意的是，不同类型的热值热机可能有不同的计算方法。
接下来，让我们来看看热值热机的功率。
Power = Work / Time其中，Work是从热值热机中获得的机械功，Time是进行测量的时间。
计算热值热机功率的过程与计算效率的过程相似。
1.确定获得的机械功。
首先，你需要测量从热值热机中获得的实际机械功。
这可以通过测量涡轮机或其他能量转换设备的输出功率来获得。
功率通常以瓦特（Watts）为单位。
2.确定测量的时间。
然后，你需要确定进行功率测量的时间。
这可以通过使用计时器或其他时间测量设备来实现。
时间通常以秒为单位。
3.计算功率。
最后，将实际机械功除以测量时间，即可得到热值热机的功率。
功率通常以瓦特为单位。
需要注意的是，热值热机的功率与效率有一定的关联。
热力学第二定律与热机效率的计算方法
热力学第二定律与热机效率的计算方法热力学第二定律是热力学中的一个基本定律，它描述了热量的自然流动方向和不可逆性。
在热力学第一定律中，我们学习了能量守恒的原理，即能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
而热力学第二定律则告诉我们，这种能量转化是有方向性的，不可逆的。
热力学第二定律有多种不同的表述方式，其中最常见的是卡诺定理。
卡诺定理指出，任何工作于两个恒温热源之间的热机，其效率都不可能超过卡诺效率，即两个热源温度差的比值。
卡诺效率可以用下式计算：η = 1 - Tc/Th其中，η表示热机的效率，Tc表示冷热源的温度，Th表示热热源的温度。
这个公式告诉我们，热机的效率取决于两个热源之间的温度差异，温度差异越大，热机的效率越高。
然而，卡诺效率只是理论上的最高效率，实际上，由于热机中存在各种能量损失，实际效率往往低于卡诺效率。
为了更准确地计算实际热机的效率，我们需要引入一个新的参数，即热机的热损失。
热损失是指热机在工作过程中由于摩擦、传热等原因而损失的热量。
热机的实际效率可以通过以下公式计算：η' = 1 - (Qc + Ql) / Qh其中，η'表示实际效率，Qc表示冷热源吸收的热量，Ql表示热机损失的热量，Qh表示热热源提供的热量。
通过这个公式，我们可以看到实际效率是卡诺效率减去热损失的结果。
热损失越大，实际效率越低。
因此，为了提高热机的效率，我们需要尽量减小热损失。
减小热损失的方法有很多种，其中最常见的是增加热机的绝热性能。
绝热性能好的热机可以减少热量的传递和损失，从而提高效率。
此外，还可以通过改进燃烧方式、提高热机的工作温度等方法来减小热损失。
除了热损失外，热机的效率还受到一些其他因素的影响，比如压缩机的效率、传热效率等。
这些因素也需要考虑在内，才能更准确地计算热机的实际效率。
总之，热力学第二定律是热力学中的一个重要定律，它告诉我们能量转化具有方向性和不可逆性。
热机效率计算题型
热机效率计算题型热量和热机效率的计算热机效率常以常见的家用电器（如热水器）、交通工具（如汽车、电动车）、发电厂（垃圾发电厂等）为背景进行考查，需要具备问题分析能力、信息提取能力和公式规律应用能力等。
解决效率问题，关键是通过分析题目，找出有用能量和总能量。
有用能量为用来对外做有用功的能量，总能量为燃料燃烧时所释放的能量。
目前常见的两种题型为热水壶烧水效率问题和汽车发动机效率问题。
总体思路为利用公式η=Q有/Q总×100%或η=W有/Q总×100%。
在热水壶烧水效率问题中，有用能量为热量Q有=Cm△t，而在汽车发动机效率问题中，有用能量为牵引力做的功W有=FS或W有=Pt，总能量为燃料完全燃烧放出的热量Q总=mq。
例如，在热水器烧水效率问题中，需要计算出燃烧0.5m3的天然气所放出的热量Q放，水吸收的热量Q吸和燃气灶的效率η。
而在汽车发动机效率问题中，需要计算出专用车牵引力所做的功和热机效率。
除此之外，还有其他情景问题，如利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤的燃烧问题。
需要计算出水需要吸收的热量和需要完全燃烧多少千克秆浆煤。
因此，计算热量和热机效率需要选择正确的公式，并找出有用能量和总能量，最后利用公式计算出效率。
B1.一酒精灯用于加热2kg的水，水温从20℃升高到100℃，酒精的消耗量为40g。
求：（1）水吸收的热量；（2）酒精完全燃烧放出的热量；（3）炉子的效率。
（已知酒精的热值q=3．×107J／kg）C2.一辆汽车重5×104N，在平直公路上以72km/h的速度行驶，遇到的阻力为车重的0.02倍，每小时需消耗6kg汽油，汽油的热值为4.6×107J/kg。
求该汽车发动机的效率。
C3.设计汽车发动机时，除了考虑能量的利用率，还要考虑发动机的冷却问题。
⑴为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度，5kg水在冷却系统中升高了50℃，所吸收的热量是多少？⑵柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2×107J的能量，发送机输出的功率是8.5×104W，则此汽车发动机的效率是多少？B3.完全燃烧140g焦炭（焦炭的热值为3．×107J／kg）能放出多少热量？若这些热量的30％被水吸收，则能使30kg 20℃的水温升高到多少？B2.某太阳能热水器的装水量为100kg，集热管接收太阳能的有效面积为2m2，已知每小时每平方米的接收面积上有效接收太阳能约为2.1×106J，则该热水器每小时水温升高多少？C4.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×lOPa，飞轮1min转动1800周。
有关热机功率、效率示的计算(1)
离
力
耗能
纯电动 汽车
内燃机 汽车
电能 100km 汽油 100km
600N 600N
7
6 107J
7.2X10 J
83.3%
7
6107J 3X10J 20%
(1)通过计算，在表格内填写汽车牵引力做 的有用功级内燃机汽车的效率。
（2）根据题目信息，说出这种电动汽车 节能、环保主要体现在哪几个方面。
Q mq 40kg 4107J / kg 1.6109J
发动机的效率为：
=W
Q
100%
6.4 108J 1.6 109J
40%
3.某型号的载重车在一段平直的高速公路上 行驶10.08Km,所用时间是8min,消耗燃 油 3L.(假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这 段时间内的效率为40%。若燃油的密度是
P=Fv=3000NX21m/s=6.3x 104W
4.一小汽车以72km/h的速度在水平路面上 匀速行驶81km,消耗汽油7.5L，若发动机的 输出功率为23kW.求在这段路程中:
(
10 =0.72 3kg
汽油
/
m3,
q 汽油
4.6 107J
/
kg)
(1)现代社会热机的大量使用，排放的废气 会给环境带来污染，人们正在设法减少这 种污染，试举一例：_______________. (2)7.5L汽油完全燃烧放出的热量。 （3）小汽车所受的摩擦力。 （4）小汽车车发动机的效率。
(3v得 tt
f
F
牵=
P v
23000W 20m / s
1150N
（4）汽车所做的功：
W F 牵S 1150N 8.1104m 9.315107J
热机效率实验报告 -回复
热机效率实验报告 -回复尊敬的教授：一、实验原理热力学第二定律表明，任何热机的工作效率均受到温度差的限制。
热机效率定义为所提供功的比例与所吸收热的比例之比。
在理论上，热机效率的上限是卡诺循环的效率。
卡诺循环是一个完美的逆转热机，可以在热源和冷源之间转化全部热能为功。
热机效率的计算方法如下：η = W/Q_hη为热机效率，W为所提供的功，Q_h为所吸收的热。
二、实验内容本次实验使用的热机是双臂卡诺循环热机，通过测量热机内部的压力、体积和温度来计算热机的效率。
具体的步骤如下：1. 热机初始化：将热机的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器调整到初始状态，放置15分钟使热机内部温度稳定。
2. 测量初始压强和体积：使用压力计和体积计分别测量热机的初始压强和体积。
3. 测量高温端的温度：使用温度计测量高温端（冷凝器）的温度。
5. 测量功率：通过测量热机传热器的电流和电压计算所提供的功率。
6. 计算效率：使用上述公式计算出热机的效率。
三、实验结果实验期间，我们进行了多次测量，记录下了每次测量得到的数值。
下面是我们得到的平均结果：初始体积：0.0002 m^3初始压力：1.403 MPa高温端温度：30.5℃提供的功率：14.2 W根据上述结果，我们计算得到热机的效率为：η = W/Q_h = 0.176四、实验分析热机的效率与其内部的温度差密切相关。
在实际应用中，我们可以通过优化热机的设计和运行参数来提高热机的效率。
可以通过增加热机内部的换热面积、降低热机内部的热损失、提高热机内部介质的传热能力等措施来提高热机的效率。
合理调整热机的运行参数，如压力差、流量等，也可以为提高热机效率做出贡献。
本次实验我们研究了热机效率，通过测量双臂卡诺循环热机的工作参数，成功计算出了热机的效率。
我们还分析了热机效率与内部温度差之间的关系，并给出了提高热机效率的措施建议。
这些结论对我们进一步了解热机的工作原理和优化其设计和运行具有重要意义。
热机效率的定义和公式
热机效率的定义和公式热机效率是指热机在能量转换过程中所能得到的有效功输出与输入热能之比，即热机的输出功率与输入热功率的比值，通常用η表示。
热机效率是衡量热机性能的重要指标，反映了热机利用热能的能力。
热机效率的公式可以通过卡诺循环来推导。
卡诺循环是一个理想化的热机循环，由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程组成。
在卡诺循环中，等温过程和绝热过程的热量传递效率是最高的，因此热机效率的最大值可以由卡诺循环确定。
假设热机的输入热能为Q1，输出的有效功为W，根据热力学第一定律，热机的热损失为Q2，即热机对外界的环境放热。
根据热力学第二定律，热机的热能转化效率为：η=W/Q1这就是热机效率的定义。
我们可以通过卡诺循环的性质来推导热机效率的另一个公式。
在卡诺循环中，等温膨胀和等温压缩过程的热量传递分别是Q1和Q2，根据四个过程的性质，我们可以得到以下关系：Q2/Q1=T2/T1其中，T1和T2分别表示等温过程和绝热过程的绝对温度。
根据热机效率的定义，我们可以将公式重新整理得到：η=1-Q2/Q1=1-T2/T1这就是热机效率的另一个公式。
需要注意的是，热机效率的最大值由卡诺循环确定，根据卡诺循环的热力学性质，热机效率可以表示为：ηc=1-T2/T1其中，ηc表示卡诺循环的效率。
总结起来，热机效率是热机在能量转换中所能得到的有效功输出与输入热能之比，可以通过卡诺循环来推导。
热机效率的公式可以表示为η=1-T2/T1或η=W/Q1，其中T1和T2分别表示等温过程和绝热过程的绝对温度，W表示输出的有效功，Q1表示输入的热功。
实际热机的效率通常会低于理想情况，这是由于热机中不可逆过程的存在所导致的。
高中物理热力学问题中的热机和热效率的计算方法
高中物理热力学问题中的热机和热效率的计算方法热力学是高中物理中的一个重要内容，其中涉及到热机和热效率的计算方法。
本文将以具体的题目为例，分析热机和热效率的概念、计算方法以及解题技巧，帮助高中学生和他们的父母更好地理解和应用这些知识。
一、热机和热效率的概念热机是将热能转化为机械能的装置，例如汽车引擎、蒸汽机等。
热效率是热机转化热能为机械能的效率，即输出的机械能与输入的热能之比。
热效率通常用符号η表示，计算公式为：η = (输出的机械能 / 输入的热能) × 100%二、热效率的计算方法1. 题目一：某台汽车引擎的输出功率为100 kW，输入燃料的热值为45 MJ，求该汽车引擎的热效率。
解析：根据热效率的计算公式，我们可以得到：η = (输出的机械能 / 输入的热能) × 100%= (100 kW / 45 MJ) × 100%≈ 0.222 × 100%≈ 22.2%因此，该汽车引擎的热效率约为22.2%。
2. 题目二：某台蒸汽机的热效率为40%，输入的热能为60 MJ，求该蒸汽机的输出功率。
解析：根据热效率的计算公式，我们可以得到：热效率 = (输出的机械能 / 输入的热能) × 100%40% = (输出的机械能 / 60 MJ) × 100%输出的机械能 = 40% × 60 MJ输出的机械能≈ 0.4 × 60 MJ输出的机械能≈ 24 MJ因此，该蒸汽机的输出功率约为24 MJ。
三、解题技巧与应用1. 利用单位换算：在计算热效率时，输入的热能和输出的机械能往往使用不同的单位，需要进行单位换算。
例如，输入的热能常用的单位有焦耳（J）和兆焦耳（MJ），而输出的机械能常用的单位有瓦特（W）和千瓦（kW）。
2. 利用已知条件：在解题过程中，可以利用已知条件进行计算。
例如，已知某台汽车引擎的输出功率和输入热值，可以直接套用热效率的计算公式进行求解。
热机的效率和热机的原理
热机的效率和热机的原理热机的效率和热机原理1. 热机效率的定义热机的效率是指热机所做的有用功与燃料完全燃烧放出的热量之比。
这个比值反映了热机在能量转换过程中的损失情况，是衡量热机性能的重要指标。
2. 热机效率的计算公式热机效率的计算公式为：= 100%其中，(W_{有用})表示热机所做的有用功，(Q_{放出})表示燃料完全燃烧放出的热量。
3. 热机效率的分类根据燃料燃烧的程度和热机工作过程中能量损失的情况，热机效率可以分为以下几种：(1)理论效率：指燃料在完全燃烧的情况下，热机所做的有用功与燃料所释放的热量之比。
理论效率是热机性能的理想状态，一般用卡诺循环表示。
(2)实际效率：指燃料在实际燃烧过程中，热机所做的有用功与燃料实际释放的热量之比。
实际效率反映了热机在实际工作过程中的性能，一般低于理论效率。
4. 影响热机效率的因素影响热机效率的因素有很多，主要包括以下几点：(1)燃料的燃烧程度：燃料燃烧得越充分，热机效率越高。
(2)热机工作过程中的散热：热机在工作过程中，部分热量会通过散热损失，散热损失越少，热机效率越高。
(3)热机工作过程中的摩擦：热机内部零件间的摩擦会消耗一部分能量，摩擦越小，热机效率越高。
(4)能量转换过程中的损失：热机在工作过程中，能量转换不可能达到100%，总会有一定的损失，这部分损失越小，热机效率越高。
5. 提高热机效率的方法提高热机效率可以从以下几个方面入手：(1)提高燃料的燃烧程度：通过优化燃烧设备和技术，提高燃料的燃烧效率。
(2)减少热机工作过程中的散热：采用优良的材料和热绝缘材料，减少热量的损失。
(3)减小热机内部的摩擦：选用摩擦系数小的材料，定期润滑和维护，减小摩擦损失。
(4)优化热机的结构设计：合理设计热机的结构，减小能量转换过程中的损失。
6. 热机原理简介热机是一种将热能转化为机械能的装置。
其主要原理是基于热力学第一定律和第二定律。
(1)热力学第一定律：能量守恒定律。
热机的效率计算公式
热机的效率计算公式
热机效率计算公式：
1. 第一种：热效率 = 放出热量/使用热量 × 100%
2. 第二种：热效率 = 放出功/使用功 × 100%
3. 第三种：热效率=有效热功率/机械功率 × 100%
热机的热效率是指设备从一定输入的能量中收获的可用的热能的比率，它实际上能够比较客观地反映出热机的工作状况与效率。
其中包括三种常用的计算公式：
1. 第一种计算公式是指热效率等于放出热量与使用热量之比，也就是放出热量除以使用热量再乘以100%，它可以衡量出热机有效地从输入能量中收获可用热能的程度，但无法衡量出造成热机损耗的具体原因。
2. 第二种计算公式是指热效率等于放出功与使用功之比，也是放出功除以使用功再乘以100%，它反映的是热机发出功率与使用功率之比，可以衡量出热效率有多少，但也无法衡量出造成热机损耗的具体原因。
3. 第三种计算公式是指热效率等于有效热功率除以机械功率再乘以100%，它直接统计出热机放出的有效热功率与使用的机械功率之比，可以更详细地了解和统计出造成热机损耗的深层次原因，但对于使用者来说它并不容易理解并应用。
从上述三种计算公式可以看出，热效率的高低可以从多面来反映热机的工作状况与效率，可以从不同层次来分析和衡量，可以为更精准地诊断和改善热机工作状况提供便利。
热力学循环和热机效率的计算
热力学循环和热机效率的计算热力学循环是指温度和压力的周期性变化循环过程，热机则是指将热能转化成机械能或其他形式的能量的设备。
在能源转换与利用领域中，热力学循环和热机是极为重要的概念，它们涉及到能源转化的效率等问题。
本文主要从理论角度，介绍热力学循环和热机效率的计算方法。
一、热力学循环的基本概念热力学循环可分为两种：热力学隔绝和热力学不隔绝。
热力学隔绝循环只涉及到气体的体积和压力的变化，而热力学不隔绝循环则除了气体体积和压力的变化，还涉及到热量的传递。
通常情况下，热力学循环是指热力学不隔绝循环。
热力学循环包括四个主要过程：等温过程、等焓过程、等压过程和绝热过程。
在等温过程中，气体的体积变化，而压强不变；在等焓过程中，气体的体积和压强均发生变化，但是气体的焓保持不变；在等压过程中，气体的体积和焓变化，但是压强不变；在绝热过程中，气体没有与外界交换热量，因此气体内部的热量也没有发生变化。
二、热机效率的计算热机效率是指热机从热源处吸收的热量在工作过程中转化成有用的机械能的比例。
热机效率的计算需要先知道热机在一个热力学循环中吸收的热量和排放的热量。
这里以理想气体热机为例，介绍热机效率的计算方法。
理想气体热机的热力学循环包括四个过程：等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。
设气体在等温膨胀过程中从体积V1膨胀到V2，气体在等温压缩过程中从体积V3压缩到V4，气体在绝热膨胀过程中从体积V2膨胀到V3，气体在绝热压缩过程中从体积V4压缩到V1，P为气体的压强，Qin为热机在一次循环过程中从热源处吸收的热量，Qout为热机在一次循环过程中向低温热源排放的热量，则热机效率η=（Qin-Qout）/Qin。
根据热力学基本关系式和热容比等公式，可以推导出热机效率的计算公式为：η=1-（V3/V2）γ-1/（V4/V1）γ-1。
其中，γ为气体的热容比，γ=Cp/Cv。
这个公式表明，热机效率仅与气体热容比和气体体积的变化量有关，不受气体的具体性质和热源的温度等条件的影响。
关于热机效率的计算题
关于热机效率的计算题1. 热机效率基本概念- 热机效率eta=frac{W_有用}{Q_放}，其中W_有用是热机做的有用功，Q_放是燃料完全燃烧放出的热量。
Q_放=mq（m是燃料的质量，q是燃料的热值）。
2. 典型例题及解析- 例题1- 题目：一辆汽车在平直公路上匀速行驶，消耗燃油1.5L，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×10^7J/kg，燃油的密度为0.8×10^3kg/m^3。
求汽车发动机的热机效率。
- 解析- 首先计算燃油完全燃烧放出的热量Q_放。
- 已知燃油的体积V = 1.5L=1.5×10^- 3m^3，燃油的密度ρ =0.8×10^3kg/m^3。
- 根据m=ρ V，可得燃油的质量m=ρ V = 0.8×10^3kg/m^3×1.5×10^-3m^3=1.2kg。
- 又因为Q_放=mq，q = 4.6×10^7J/kg，所以Q_放=1.2kg×4.6×10^7J/kg = 5.52×10^7J。
- 然后计算汽车做的有用功W_有用。
- 已知汽车牵引力F = 2000N，汽车行驶的距离s（由于汽车匀速行驶，根据W = Fs，这里需要先求出s）。
- 假设汽车行驶了一段距离，根据V=(s)/(t)，由于没有给出时间t，我们可以从能量角度来计算。
- 汽车做的有用功W_有用=Fs，这里我们可以假设汽车消耗这些燃油行驶的距离s，根据W_有用=Fs，这里F = 2000N。
- 因为汽车匀速行驶，牵引力F与阻力f平衡，F = f = 2000N。
- 汽车做的有用功W_有用=Fs，我们先求s，根据W_有用=Q_放eta （这里先不考虑效率求s），W_有用=Fs，Q_放=mq，m=ρ V，F = 2000N，V = 1.5L，ρ = 0.8×10^3kg/m^3，q = 4.6×10^7J/kg。
热机效率计算
热机效率计算热值是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，单位为J/kg。
要理解热值的概念，需要关注三个关键词：1kg、某种燃料、完全燃烧。
热值反映的是燃料本身的燃烧特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等无关。
热值的公式为Q=mq，常用Q吸=Q放来解题。
酒精的热值为3.0×10J/kg，表示1kg酒精完全燃烧放出的热量为3.0×10J。
煤气的热值为3.9×10J/m，表示1m煤气完全燃烧放出的热量为3.9×10J。
火箭常用液态氢做燃料，因为液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。
炉子的效率定义为炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，公式为η=Q有效/Q总=cm(t-t)/qm'。
提高热机效率的途径包括使燃料充分燃烧、机件间保持良好的润滑、减小摩擦、尽量减小各种热量损失。
内能的利用方式包括利用内能来加热和利用内能来做功。
热机是利用燃料的燃烧来做功的装置，内能会转化为机械能。
内燃机是将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器，包括汽油机和柴油机。
内燃机的每一个工作循环分为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，其中做功冲程是由内能转化为机械能的。
热机的效率是指热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比，公式为η=W有用/Q总。
1、B2、B3、C4、A5、C6、D7、B8、4，冷却，比热容大。
1、在试管口冲出过程中，白雾是水蒸气，说明水蒸气内能增加，因此答案为B。
2、燃料的热值与种类有关，与质量和燃烧状况无关，燃烧1千克某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值，因此答案为B。
3、图7所示为四冲程汽油机的一个工作循环示意图，做功冲程是指发动机从TDC到BDC的过程，因此答案为C。
4、风吹过，人便感到凉爽，主要是因为流动的空气加快了人身上汗液的蒸发，因此答案为A。
5、根据能量守恒定律，汽车克服阻力做的功等于消耗的汽油热值，即 2.3×10^4 J。
研究热机与热效率的计算
研究热机与热效率的计算热机是将热能转换为机械能或其他形式能量的装置，热效率衡量了热机在能量转换过程中的效率。
本文将介绍研究热机与热效率的计算方法，并探讨其中的关键概念与原理。
一、热机的基本原理热机的基本原理是基于热量传递的理论，根据能量守恒定律和热力学第一定律，热机的能量输入等于输出加上机械功。
其数学表达式为：Qin = W + Qout其中，Qin代表输入热量，W代表机械功，Qout代表输出热量。
二、热效率的定义与计算方法热效率是衡量热机输出功与输入热量之比的物理量，通常使用公式η = W / Qin来计算。
其中，η代表热效率，W代表机械功，Qin代表输入热量。
在实际应用中，热机的热效率通常小于1，因为不可避免地存在能量的损耗。
热机的热效率取决于热机的设计和工作原理，在实践中也可以通过改进热机的结构和工艺来提高热效率。
三、卡诺循环理论卡诺循环是理想热机的模型，被广泛用于研究热机的性能和热效率。
卡诺循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成的循环过程。
根据卡诺循环理论，热机的最高热效率只取决于热源温度和冷源温度，并且与热机的工作物质特性无关。
最高热效率由以下公式给出：ηc = 1 - Tc / Th其中，ηc代表卡诺循环的热效率，Tc代表冷源温度，Th代表热源温度。
四、实际热机与卡诺循环的对比实际热机往往无法达到卡诺循环的热效率。
这是因为实际热机的工作物质存在内部能量损耗和不可逆过程。
实际热机的热效率常常低于理论上的最高热效率。
为了比较实际热机与卡诺循环的热效率，可以使用热效率的相对值来评估实际热机的性能。
热效率的相对值通过实际热效率除以卡诺循环的热效率得出。
五、提高热效率的方法为了提高热机的热效率，可以采取以下方法：1. 提高热机的工作温度。
温度差越大，热机的热效率越高。
2. 减小热机的内部摩擦和能量损耗。
3. 改进热机的结构和工艺，提高能量转换效率。
4. 利用余热回收技术，将废热重新利用。
六、热机的应用领域热机广泛应用于各个领域，例如汽车发动机、发电厂的蒸汽轮机、飞机引擎等。
热值、热机的效率和功率的有关计算
低位热值是指燃料中的可燃成分完全燃烧后释放出 的热量，不包括水蒸气冷凝释放的热量。
03
高位热值是指燃料中的可燃成分完全燃烧后释放出 的热量，包括水蒸气冷凝释放的热量。
影响因素
燃料的种类和成分
不同燃料和同种燃料的不同成分，其热值不同。
燃烧条件
燃烧温度、压力、氧气浓度等条件影响燃料的 燃烧效率和热值的释放。
热值和功率之间没有直接的关系，因为功率不仅取决于燃料的热值， 还取决于热机的设计和运行条件。
在相同的热机设计和运行条件下，高热值的燃料可能会产生更高的功 率，但这并不是绝对的。
05
实际应用
在工业生产中的应用
热值计算
在工业生产中，热值是燃料燃烧 释放的能量，通过计算热值可以 确定燃料消耗量，从而优化能源 利用，降低生产成本。
能源评估
在能源利用项目中，通过计算相关参数可以对项目 的能源利用情况和经济效益进行评估，为项目决策 提供依据。
技术改进
通过对相关参数的监测和分析，可以发现能 源利用中的问题和瓶颈，推动相关技术的改 进和创新。
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功率匹配
汽车的动力系统需要与车辆负载和道路条件相匹配，通过计算功率可以合理选择发动机 和传动系统，提高车辆的动力性和经济性。
排放控制
汽车排放的污染物与发动机的工作状态有关，通过监测发动机的热效率和功率等参数， 可以控制排放物的生成和排放量。
在能源利用中的应用
节能减排
通过计算热值、热机效率和功率等参数，可 以优化能源利用，减少能源浪费和污染物排 放，促进节能减排。
02
燃烧室设计不合理、空气与燃料混合比不当、燃烧条件不佳等
都会导致燃料燃烧不充分，从而降低热机效率。
利用卡诺循环计算热机效率
利用卡诺循环计算热机效率热机效率是衡量热机性能的重要指标之一。
而卡诺循环是一种理想的热力循环，可以用来计算热机的最高效率。
本文将介绍卡诺循环的原理和计算热机效率的方法。
首先，我们来了解一下卡诺循环的原理。
卡诺循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成的。
在等温过程中，系统与恒温热源接触，吸收或释放热量，保持温度不变。
在绝热过程中，系统与外界没有热量交换，只进行功交换。
通过这样的循环，热机可以将热能转化为功。
卡诺循环的效率可以通过以下公式计算：η = 1 - Tc/Th其中，η表示热机的效率，Tc表示冷源的温度，Th表示热源的温度。
从公式可以看出，热机的效率与热源温度的比值有关，温度越高，效率越高。
利用卡诺循环计算热机效率的步骤如下：1. 确定热源和冷源的温度。
热源温度通常表示为Th，冷源温度表示为Tc。
2. 计算温度比值。
将冷源温度除以热源温度，得到温度比值。
3. 将温度比值代入卡诺循环效率公式。
根据公式η = 1 - Tc/Th，将温度比值代入公式中，即可计算出热机的效率。
需要注意的是，卡诺循环是一种理想的热力循环，实际的热机循环往往存在能量损失，因此实际热机的效率往往低于卡诺循环的效率。
但是，卡诺循环的效率仍然是热机效率的上限，可以作为参考值来评估热机的性能。
通过利用卡诺循环计算热机效率，我们可以更好地了解热机的性能。
在实际应用中，我们可以通过提高热源温度、降低冷源温度或改进热机循环过程来提高热机的效率。
例如，在汽车发动机中，通过提高燃烧温度和改进循环过程，可以提高汽车的燃油利用率，减少能源浪费。
总之，卡诺循环是计算热机效率的重要工具。
通过了解卡诺循环的原理和计算方法，我们可以更好地评估和改进热机的性能。
在未来的科技发展中，我们可以进一步研究和应用卡诺循环，为能源利用和环境保护做出更大的贡献。
热机效率计算
热值1、定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。
2、单位：J/kg3、关于热值的理解：①对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg ”、“某种燃料”、“完全燃烧” 。
1kg是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。
某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。
完全燃烧：表明要完全烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
3、公式：Q= mq (q为热值)。
实际中，常利用Q吸=Q放即cm(t-t o)= n qm'联合解题。
4、酒精的热值是3.0 x 107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0 x 107J。
煤气的热值是3.9 x 107J/m3，它表示：1m煤气完全燃烧放出的热量是 3.9 x 107J。
5、火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输6、炉子的效率：①定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
②公式：n =Q有效/ Q 总=cm(t-t 0)/ qm '内能的利用1、内能的利用方式：⑴ 利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。
⑵ 利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。
2、热机：定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。
能的转化：内能转化为机械能蒸气机一一内燃机一一喷气式发动机3、内燃机：将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。
它主要有汽油机和柴油机。
4、内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。
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热机练习题
一、选择题
1、试管口木塞冲出过程（）
A．试管口出现的白雾是水蒸气
B．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加
C．能量转化情况与内燃机压缩冲程相同
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少
2、关于燃料的热值，以下说法中正确的是（）
A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
3、如图7所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是（）
4、下列现象中，用物理知识解释正确的是（）
A．风吹过，人便感到凉爽，主要是因为流动的空气加快了人身上汗液的蒸发B．吃冰棒感觉凉爽，是因为升华要吸热
C．物体的温度高，是因为它具有较多的热量
D．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的比热容大
5、图所示为小艳家新买的一辆小汽车。
周末，爸爸开车带着小
艳出去游玩，途中，这辆汽车在lh的时间内，在水平路面上匀
速行驶了72 km，消耗汽油6 kg。
若已知该汽车发动机的功率(即
牵引力的功率)为23 kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为1．5
t，汽油的热值为4．6×107 J／kg，g=10 N／kg。
则关于上述l h
的行驶过程，下列分析正确的是（）
A．该汽车对路面的压力大于l．5×104 N B．该汽车克服阻力做的功是2．3×104 J
C．该汽车的牵引力是1．15×104 N D．该汽车发动机的效率是30％
6、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）
A.温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小
B.物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变
C.内能小的物体也可能将热量仁慈给内能大的物体
D.物体的温度越高，所含热量越多
7、四冲程内燃机工作时，机械能转化成内能的冲程是（）
A吸气冲程。
B压缩冲程。
C做功冲程。
D排气冲程。
二、填空题
8、汽油机的一个工作循环是由__ 个冲程组成，对外做功次．在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过的方式增加内能．为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过___-的方式减少汽缸内能．用水来冷却汽缸是因为水的_ 较大．
9、天然气在我市广泛使用，已知天然气的热值为4×107J／m。
，完全燃烧0.05m3天然气可以放出J的热量，这些热量若只有42％被水吸收，则可以使常温下5kg的水温度上升
℃。
[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
10．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机活塞1s对外做功次。
若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是 J。
=4.3×107J/kg)
(q
柴油
三、计算题
1.已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃).
2、我国的地热资源相当丰富，已经发现的天然温泉就有2000处以上，温泉水的温度大多在60 O C以上，个别地方达到100—140O C。
100kg的温泉水从60O C降低到20O C时所放出的热量是多少J？这相当于多少m3煤气完全燃烧放出的热量？（煤气的热值为4.2×107J/m3）
3．“低碳生活”是当今社会所倡导的绿色生活方式。
利用太阳能将2000 kg的水从15℃加热到50℃，可以少燃烧多少烟煤？[设烟煤完全燃烧烟煤的热值为2.94×107J /kgC水=4.2×103J/(kg•℃)]
3、洒精是实验室里常用的燃料，现用酒精灯来加热水，若洒精完全燃烧产生的热量有50%被水吸收，现在把0.5kg 、20O C的水加热到100O C，需要燃烧多少克酒精？［q酒精=3×107J/（k g·O C，c水=4.2×103J/（k g·O C）
%]
100⨯=
放
吸效率Q Q η
4、小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为8.4×107J ／m 3，放出的热量有50％被有效利用，现要将质量为4kg ，初温为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧多少立方米的天然气？
5. 一辆汽车的发动机输出功率为66150瓦,每小时耗柴油14千克,计算发动机的效率.（柴
油的燃烧值为4.3×107
焦／千克）
6、小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L ．小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．请你求解下列问题：
（1）水箱中水的质量；水吸收的热量【c 水=4.2×103J ／(kg ·℃)】
（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40％，求至少需要燃烧多少kg 的煤气（煤气的热值为q=4.2×107J ／kg ）
7. 随着人们生活水平的提高．轿车已逐步进入我国普通百姓家中. 已知某国产骄车每行驶
100km 消耗8L 汽油(1L ＝10-3m 3)，汽油的密度为0.71×103kg/m 3、热值为4.6×l07
J ／kg ．则 (1)10kg 汽油完全燃烧时所产生的热量是________ _J ． (2)该汽车行驶100km 消耗的汽油的质量是_______ _kg ．
(3)当该汽车以50kW 的功率在平直公路上以72km ／h 的速度匀速行驶时，它所受到
的阻力等于_______ _N ． 8、某饰品加工厂有酒精喷灯加工饰品，张师傅在1分钟内用去酒精500g ，被加工的一只质量为1kg 的铜饰品温度从20℃升高到1020℃，求：
（1） 铜饰品吸收的热量是多少？（2）酒精完全燃烧放出的热量是多少？
（3）酒精喷灯的效率是多少？ [已知：c 铜=0. 39×103
J/(kg ·℃), 酒精热值为 3.0×107
J/kg ，
9.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是
50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×lO5Pa,飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求：
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
（3）汽油机的功率．
10,某太阳能热水器的装水量为100kg，集热管接收太阳能的有效面积为2m2，已知每小时每平方米的接收面积上有效接收太阳能约为 2.1×106J，则该热水器每小时水温升高多少？
5、图所示为小艳家新买的一辆小汽车。
周末，
爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在
lh的时间内，在水平路面上匀速行驶了72 km，
消耗汽油6 kg。
若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为1．5 t，汽
油的热值为4．6×107 J／kg，g=10 N／kg。
求小汽车的热
机效率？。