热机及热量的计算

考查内容：热量计算的内容包括热传递过程中吸热与放热的计算，燃料燃烧释放热量的计算，热机、锅炉、太阳能集热器等设备利用热量的计算。

（1）物体温度升高吸热公式：Q 吸=cm ∆t=cm （t 2—t 1）（2）物体温度降低放热公式：Q 放=cm ∆t=cm （t 1—t 2）（3）燃料燃烧释放热量公式：Q 放=mq 或Q 放=Vq（4）热机效率的计算公式：⨯=放有Q W η100％（ 其中W 有=Pt=FS ，S=Vt ，P=FV ，f=kG=kmg ；Q 放=mq 或Q 放=Vq ）（5）锅炉子效率：⨯=放吸Q Q η100％【其中Q 吸=cm ∆t=cm （t 2—t 1）；Q 放=mq 或Q 放=Vq 】 （6）太阳能集热器效率：⨯=放吸Q Q η100％【其中Q 吸=cm ∆t=cm （t 2—t 1）；Q 放=P 0St 。

P 0—太阳辐射的功率——J/（m 2·S ）或J/（m 2·h ）表示每平方米的面积上在1S （或1h ）内所吸收的太阳能；S —面积—m 2；t —太阳照射的时间—S 或h 。

】（7）质量计算:V m ρ=（注：1L=10-3m 3,1mL=10-6m 3）。

题型训练：（1）有关热量计算1.（2016·邵阳）将质量是0.5kg 的水加热，使它的温度从20℃升高到60℃，需要吸收的热量是[c 水=4.2×103J/（kg •℃）]（ ）A.4.2×104JB.1.26×104JC.8.4×104JD.8.4×107J2.（2018·重庆）小雯在实验室将质量为0.5kg 的水从20℃加热到沸腾时测得水温为98℃，这个过程中水吸收的热量为 J ；若同样多的热量用来加热等质量的煤油，则煤油升高的温度比水 （选填“高”或“低”）。

[不计热量损失，c 水=4.2×103 J/（kg •℃），c 煤油=2.1×103J/（kg •℃）]3.（2017·安徽）农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。

专题3：热值、热量、比热容及其热机效率的理解与计算热值、热量、比热容及其热机效率的理解与计算是中考中热学部分常考的知识点，侧重考查对热值、热量、比热容的理解及相关计算，能有效的考查对相关概念的理解，也能考查学生的计算能力。

一、热值、热量、比热容及其热机效率的理解1、热量与温度、内能的区别：热量与温度、内能的联系：2、热值和比热容、热机效率：二、热值、热量、比热容及其热机效率的计算1、利用比热容计算热量：Q= c mΔt表示温度的变化量，单位是℃，表示质量，单位是kg表示比热容，单位是J（kg·℃）表示热量，单位是J（1）升温时Δt=t-t0，降温时Δt= t0-t，审题时一定要看清是“升高了”还是“升高到”，“升高了”已知的是Δt，“升高到”已知的是“t”。

（t表示末温，t0表示初温）。

（2）在求水的末温时，需先求Δt，注意在一标准大气压下，水最高温度达到100℃。

（3）热量的多少与比热容c、质量m、和温度变化都有关系，而比热容与热量Q、质量m、和温度变化都无关，注意二者的区别。

（4）当某种物质降温放出热量时用Q放=cmΔt，而不能用燃料燃烧放出热量Q放=mq，一定要注意二者的区别。

（5）利用变形公式可以计算: ①质量：Q m c t=∆； ②温度变化，进而求初温或末温：Q t cm∆=。

2、利用热值计算热量公式：Q=mq 或Q=qV(气体)（1）对于气体燃料燃烧放出热量的计算公式，是用Q=mq 还是Q=qV ，取决于q 的单位是J/kg 还是J/m 3或J/L 。

（2）燃料燃烧放出热量的多少由燃料的质量（或体积）、热值的大小以及燃烧情况有关，而热值与热量Q 、质量m （或V ）无关，注意二者的区别。

3、热机效率的计算：100%W Q η=⨯有用放（1）热机所做的有用功往往是热机对外的牵引力F 使得热机在水平方向上通过一定的距离s ，当匀速运动时，牵引力F 与阻力f 相等，于是有W 有用=Fs=fs ； （2）Q放是燃料燃烧放出的热量Q 放=mq 或Q 放=Vq ，所以热机效率公式可变形为：100%100%W fs Q mq η=⨯=⨯有用放或100%100%W fsQ Vqη=⨯=⨯有用放。

热力学中的热机与热效率热力学是研究能量转化和能量传递方面的一门科学。

在热力学中，热机是一种将热能转化为机械能的装置，而热效率则是用来衡量热机能量转化效果的指标。

本文将介绍热力学中的热机和热效率，并探讨其在能源利用和工程应用中的重要性。

一、热机的定义与类型热机是一种能够将热能转化为机械能的装置。

根据热机工作原理的不同，热机可以分为内燃机、蒸汽机和热泵等几类。

内燃机是一种利用燃料在活塞上的燃烧过程产生的高温和高压气体推动活塞运动从而产生机械能的装置。

内燃机主要包括汽油机和柴油机等。

蒸汽机是一种利用水蒸气的膨胀能推动活塞或转子从而产生机械能的装置。

蒸汽机广泛应用于发电厂和工业生产中。

热泵是一种利用外界热源传递热量的方式将低温热源转化为高温热源的设备。

热泵广泛应用于冷暖空调系统和制冷领域。

二、热效率的定义与计算方法热效率是衡量热机能量转化效果的指标，通常用来表示所转化的机械能与输入的热能之间的比例关系。

热效率越高，说明热机的能量转化越有效率。

计算热效率的方法根据热机类型不同而有所差异。

对于内燃机和蒸汽机等热力循环式热机，通常采用卡诺热机效率来计算。

卡诺热机效率是指在给定温度下，热机从高温热源吸收热量，向低温热源排放热量，从而获得的机械能与所吸收的热量之间的比例关系。

卡诺热机效率可以用以下公式表示：η = 1 - Tc/Th其中，η表示热机的效率，Tc表示低温热源的温度，Th表示高温热源的温度。

对于热泵而言，热效率一般采用综合性能系数（COP）来表示。

COP是指热泵输出的热量与输入的电能之间的比例关系。

COP可以用以下公式表示：COP = Qh / W其中，COP表示热泵的性能系数，Qh表示热泵输出的热量，W表示热泵输入的电能。

三、热机与热效率在能源利用中的重要性热机和热效率在能源利用中扮演着重要角色。

高效的热机能够将燃料或热能转化为机械能，提高能源利用效率，减少能源浪费。

在发电厂中，蒸汽机被广泛应用于热能转化为电能的过程中。

初三物理 第三讲 热量的计算 热机一．网上课堂 （一）本讲主要内容1．比热的概念、物理意义及单位。

2．理解计算热量的公式：t cm Q ∆=，能用：)(0t t cm Q -=吸，)(0t t cm Q -=放进行有关物理理的计算。

3．用比热概念解释有关的自然现象。

4．燃烧值的概念、公式及单位。

5．人类获得和利用内能的途径和方法。

6．内燃机的构造和工作原理。

（二）学习指导1．知识要点分析（1）比热容，简称：比热。

①物理意义：为了表示质量相等的不同物质，升高（或降低）相同的温度，吸收（或放出）热量是不同的这种性质，引入比热容这一物理量。

每种物质都有自己的比热，比热是物质的一种特性。

②定义：单位质量的某种物质温度升高C ︒1（或降低C ︒1），吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热。

物理量符号“C ”。

水的比热最大这一特性应用很广。

③比热的大小：与物质种类和状态有关，与物体质量多少、温度变化多少、吸收热量的多少均无关系。

④单位：“焦/（千克︒⋅C ）”或“J /（kg C ︒⋅）。

水的比热：)(102.43C kg J C ︒⋅⨯=水指的是1 kg 水温度升高（或降低）C ︒1，吸收（或放出）的热量为J 3102.4⨯。

（2）热量的计算在公式：⎪⎩⎪⎨⎧-∆--∆=物体改变的温度物体的质量物质的比热中t m C t cm Q温度升高时：0t t t t -==∆升 温度降低时：t t t t -==∆0降在热传递过程中，如果不计热散失，则低温物体吸收的热量等于高温物体放出的热量，直到它们温度相同时为止，即放吸Q Q =，这一关系式也叫“热平衡方程”。

（3）燃烧值：燃料燃烧时，化学能转化为内能，这是人类使用的能量的主要来源。

①定义：1千克（或1立方米）某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的燃烧值。

物理量符号“q ”。

②定义式：m Q q = 或 VQq =。

注意：公式中的Q 表示燃料完全燃烧释放的热量。

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-t0)=ηqm′联合解题。

4、酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。

煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。

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：η=Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ 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——内燃机——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。

热机及热量的计算一．热机：热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的动力机械的一类，如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机等。

热机通常以气体作为工作物质（传递能量的媒介物质叫工质），利用气体受热膨胀对外做功。

内能的来源主要有燃料燃烧产生的热能、核能、太阳能和地热等。

热机在人类生活中发挥着重要的作用。

现代化的交通运输工具都靠它提供动力。

热机的应用和发展推动了社会的快速发展，也不可避免地损失部分能量，并对环境造成一定程度的污染。

热机的工作原理：由内能通过做功转化为机械能（例：酒精燃烧，化学能转化为内能，热量传给水，水沸腾将瓶塞顶出去，水蒸气的一部分内能转化为瓶塞的机械能。

）。

热机的四个冲程：吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。

热机的发展史：蒸汽机→蒸汽轮机→内燃机→喷气发动机→火箭发动机热机是利用内能来做功的机器。

分为内燃机和外燃机两种。

常见的内燃机有柴油机和汽油机，通过做功将内能转化为机械能。

一、汽油机：用汽油作燃料的内燃机1. 构造进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。

冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。

其余三个冲程是依靠飞轮的惯性来完成。

2．工作过程四冲程是指在进气、压缩、做功和排气四个行程内完成一个工作循环，此间曲轴旋转两圈。

吸气冲程时，此时进气门开启，排气门关闭。

流过空气滤清器的空气，和经化油器与汽油混合形成的可燃混合气，经进气管道、进气门进入气缸；压缩冲程时，气缸内气体受到压缩，压力增高，温度上升，将机械能转化为然气的内能；做功冲程是在压缩上止点前点火，使混合气燃烧，产生高温、高压，推动活塞下行并作功；排气冲程时，活塞推挤气缸内废气经排气门排出。

此后再由进气行程开始，进行下一个工作循环。

内燃机气缸内的燃料燃烧使活塞、气缸套、气缸盖和气门等零件受热，温度升高。

为了保证内燃机正常运转，上述零件必须在许可的温度下工作，不致因过热而损坏，所以必须备有冷却系统。

初三物理热机和热值【本讲教育信息】一. 教学内容：热机和热值二. 重点、难点：1. 知道热机的原理，知道内燃机的冲程和能量转化．2. 知道什么是热值，掌握热值的相关计算．三. 知识点分析：（一）热机1. 热机是把内能转化为机械能的装置．2. 内燃机有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．3. 压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能．（二）热值1. 热值：1kg的某种燃料完全燃烧所放出的热量叫做这种燃料的热值．2. 公式：Q=mq3. 单位：J/kg（三）能量守恒定律【典型例题】例1：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燃烧情况无关B. 容易燃烧的燃料，热值一定大C. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多D. 为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料选题目的：本题用于考查对热值的掌握和理解．解析：燃料的热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃烧与否无关，故选项B是错的．燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值、燃料的质量、燃烧是否完全有关，选项C中只知道煤的热值较干木柴的大，两者的质量关系、燃烧是否完全并不知道，因此不能确定谁放出的热量多，炉子的效率与燃料燃烧的完全程度和热量散失程度有关，与燃料的热值大小无关，故正确答案：A．例2：一桶煤油用掉了一半，则剩下的煤油（）A. 密度和热值不变，比热容减为原来的一半B. 比热容和密度不变，热值减为原来的一半C. 热值和比热容不变，密度减为原来的一半D. 密度、热值和比热容都不变选题目的：本题用于考查密度、热值和比热容的掌握和理解．解析：物质的密度、燃料的热值和物质的比热容都是表现物质本质属性的物理量，因此对于给定的物质来说，这三个物理量的数值都不会发生变化．答案选D．错选A是不理解比热容的概念，不知道比热容是表示物质特性的物理量，错认为比热容值与物体的质量成反比，物体的质量减少一半，则其比热容值减少一半．错选B是不理解热值的物理意义．热值是表示燃料燃烧本领的物理量，它表示了燃料的一种特性．物质确定后，则该燃料的热值也就随之确定．错选C是错误理解物质密度的定义，误认为物体的密度与物体的质量和体积有关．以上三个错误都是由于不理解物质的特性量是由物质本身决定的，把物质的特性量与一般的物理量概念等同，因而得出了错误结论．例3：完全燃烧2kg汽油放出多少热量？要放出6.0×106J的热量，需完全燃烧多少克酒精？解：可根据燃烧值的定义去分析计算．汽油的燃烧值为4.6×107J/kg，表示完全燃烧1kg汽油放出的热量为4.6×107J，完全燃烧2kg汽油放出的热量Q=燃烧值×质量=4.6×107J/kg×2kg=9.2×107J．酒精的燃烧值是3.0×107J/kg，表示完全燃烧1kg酒精放出的热量为3.0×107J．放出6.0×106J的热量，需完全燃烧的酒精的质量m=热量/燃烧值=6.0×106J/3.0×107J/kg=0.2kg=200g．答：完全燃烧2kg汽油放出热量9.2×107J．需燃烧酒精200g．例4：汽油机工作过程由四个冲程组成，在这些冲程中，内能转化为机械能的是（）A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程选题目的：本题用于考查知道汽油机工作过程由四个冲程组成，考查理解在汽油机工作的四个冲程中，发生能量转化的情况．解析：知道汽油机工作的四个冲程中，只有在做功冲程与压缩冲程中发生能量转化．且只有在做功冲程中，是将燃气的内能转化为活塞的机械能．本题易错点是不知道汽油机工作的四个冲程中，发生能量转化的情况．汽油机工作中发生能量转化的情况是将燃气燃烧产生的内能转化为活塞的机械能．在汽油机工作过程中只在做功冲程中完成这种能量转化，而其他的几个冲程都是辅助冲程，因此，在分析汽油机工作过程中的能量转化的情况时，只要明确汽油机工作原理，理解汽油机工作的四个冲程中，只有在做功冲程与压缩冲程中发生能量转化，就能得出正确答案．在汽油机工作过程中，只有在做功冲程与压缩冲程中发生能量转化．在压缩冲程中主要是将机械能转化为气体的内能．在做功冲程中，主要是将气体的内能转化为活塞的机械能．答案：C．例5：关于热机的效率，以下说法中正确的是（）A. 热机做的有用功越多，效率就一定越高B. 热机的功率大，效率就一定高C. 热机单位时间里耗费的燃料少，热机的效率就一定高D. 以上说法都不对选题目的：本题用于考查学生对效率和功率知识点的理解．解析：热机的效率是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比．热机做的有用功多，但消耗的燃料完全燃烧所放出的能量没有确定，就无法比较热机的效率的高低．热机的功率大，只表示单位时间内做的有用功多．在热机单位时间里所消耗燃料完全燃烧所放出的能量没有确定的情况下，也无法判断热机效率高低．热机单位时间里消耗的燃料少，在热机功率没有确定的情况下，无法确定单位时间里热机所做的有用功的多少，因而无法判断热机的效率高低．答案：选D．例6：汽油机的效率往往比柴油机低，这说明（ ） A. 汽油机的功率比柴油机小 B. 汽油机做的功比柴油机少 C. 柴油机消耗柴油多D. 柴油机的内能转化为机械能的百分比大选题目的：本题用于考查内燃机的效率．解析：热机的效率与功率、做功多少没有直接关系．汽油机的效率低，根据热机效率的定义可知，是用来做有用功的那部分能量，即转化成机械能的那部分能量，占燃料完全燃烧所放出的能量的百分比小，故D 对．热机的效率不是功率，故A 错．做功的多少取决于功率和时间，并不是由热机的效率决定的，故B 错．C 的说法中，条件不足故不对．答案：D ．例7：把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少千克的干木柴？（已知干木柴的热值为7102.1⨯J ／kg ，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）选题目的：本题用于考查燃料燃烧放热公式的使用，考查一标准大气压下水的沸点． 解析：应注意在标准大气压下，水的沸点是100℃．即水烧开时的温度为100℃，利用吸热公式)(0t t cm Q -=吸可以算出将水烧开要吸收多少热量，再利用燃料的热值求干木柴的质量．本题的易错点是将q Q m /=错写成Qq m =，由于公式使用错误使得最后的结果出错．由于忽视单位换算，也是导致解题出现错误的原因之一．解：630101.26C)40C 100(kg 5)C J/(kg 102.4)(⨯=︒-︒⨯⨯︒⋅⨯=-=t t cm Q 吸J ．因为6101.26⨯==放吸Q Q J ．所以，干木柴质量105.0J/kg 102.1/J 101.26/76=⨯⨯=='q Q m kg ．例8：已知无烟煤的热值为7104.3⨯J ／kg ，20g 无烟煤完全燃烧所放出的热量若全部被2kg30℃的水吸收，在1标准大气压下水温可以升高到多少摄氏度？选题目的：本题用于考查物体吸放热的公式，燃料燃烧放热公式的掌握，以及液体沸腾的特点．解析：掌握物体吸放热的公式，会根据物体吸放热的公式与燃料燃烧放热公式正确列出热平衡方程，并能利用液体沸腾的特点正确对计算结果进行分析，得出正确结论．解：57106.80.02kg J/kg 104.3⨯=⨯⨯==qm Q 放J ．)(0t t cm Q -=吸 因为放吸Q Q =，所以C 111C 30]kg 2)C J/(kg 102.4/J 108.6[)/(350︒≈︒+⨯︒⋅⨯⨯=+=t cm Q t 吸．在1标准大气压下水的沸点是100℃，水在100℃沸腾后，水吸收热量只是为了完成沸腾，但水温保持不变．所以水温只能升高到100℃．本题易错点是机械地套用公式放吸Q Q =，即qm t t cm =-)(0，算出111=t ℃．没有考虑到在一个标准大气压下水的沸点是100℃这一隐含条件，这个答案不符合实际情况，同时也忽视了公式t cm Q ∆=吸的适用范围，即只在没有物态变化时适用．例9：质量为0.5kg 的铝壶里装着5kg20℃的水，将铝壶放在煤炉上加热，效率为20％，问：要燃烧多少无烟煤才能将水烧开？〔无烟煤的热值为J/kg 104.37⨯，铝的比热容为C)J/(kg 100.883︒⋅⨯〕解：正确理解效率的概念，水吸收的热量才是有效利用的热量． 正确解法：630101.68C)20C (1005kg C)J/(kg 102.4)(⨯=︒-︒⨯⨯︒⋅⨯=-=t t m c Q 水水吸J0.247kgJ/kg103.4J 108.4 J108.4J/20%1068.1%20/%,207666=⨯⨯==∴=⨯=⨯==∴=qQ m q m Q Q Q Q Q 放煤煤放吸放放吸【模拟试题】（答题时间：45分钟）一、填空题1. 燃料的燃烧是一种___化学___变化，在燃烧的过程中，燃料的__化学____能转化为____内__能，也就是通常所说的释放出能量。

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。

热机与热机效率1 热值的定义1Kg某种燃料完全燃烧释放出的热量叫做这种燃料的热值。

热值的单位是焦耳每千克，符号是J/kg,(也有部分燃料的热值为焦耳每立方米，符号为J/m3.2 热值的理解热值是燃料的一种特性，是“完全燃烧”释放的热量的多少，与质量和实际燃烧的程度无关。

3 燃料完全燃烧时放出的热量公式Q==qm (Q表示热量，q表示热值，m表示燃料质量)Q==qv（Q表示热量，q表示热值，m表示燃料体积）4.热机的定义把燃料燃烧放出的内能转化为机械能的机器叫做热机。

7 热机效率的定义用做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。

8 提高热机效率的途径提高燃料的利用率； 减少各种热量的损失。

比如：保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量，充分利用废弃的能量等。

9热机对环境造成的污染主要是： ①大气污染 ② 噪声污染10 人类保护环境的重要措施是：减少热机废气中的有害物质，控制废气排放的总量。

具体方面是：①推广使用无铅汽油；②安装电子控制燃油喷射发动机③推广新能源汽车，如天然气汽车，太阳能汽车，电动汽车等。

一填空题1.热机是把_______能转化为_______能的机器；在热机里，用来做__________的那部分能量，与燃料__________放出的能量之比，叫做热机效率.2.__________叫做这种燃料的热值.热值的单位是_______，符号是3、现代社会中汽车是一种重要的交通工具，很多汽车使用的发动机是四冲程汽油机，在它工作的过程中，________冲程将内能转化为机械能。

焦炭的热值是3´107J／kg ，完全燃烧1kg 的焦炭放出的热量为________J 。

4、氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点．氢气的热值为14．3×107J／kg ，完全燃烧0．5 kg 的氢气可放出________J 的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值________ (大于／等于／小于)14．3×107J／kg6 下图为汽油机工作时各冲程的示意图，其中压缩冲程是_____，此冲程把机械能转化为内能；做功冲程是：_____ ，此冲程把内能转化为机械能。

热力学循环与热机效率计算热力学循环是指在一定的条件下，系统从初始状态经历一系列的热力学过程最后回到初始状态的过程。

其应用在热机中，通过能量转化来产生动力或执行某种工作。

在研究热力学循环时，我们常常关注的一个重要参数就是热机的效率。

热机效率（η）是指热机输出功（W_out）与吸热热量（Q_in）之比，即：η = W_out / Q_in热机效率是衡量热机性能的一个重要指标，它告诉我们燃料能源转化为有用功的比例。

在热力学循环中，不同类型的循环可以有不同的热机效率计算方法。

接下来，我们将分别介绍开式循环和闭式循环的热机效率计算。

一、开式循环的热机效率计算开式循环是指在工作过程中，工质在一个封闭的系统内部与外部有大量的质量交换。

其中最常见的开式循环是蒸汽汽轮机循环。

1. 卡诺循环效率卡诺循环是理想的热力学循环，它包括两个等温过程和两个绝热过程。

在卡诺循环中，热机效率可以通过热源温度（T_H）和冷库温度（T_C）来计算，即：η = 1 - T_C / T_H其中，T_H表示热源温度，T_C表示冷库温度。

2. 热力学循环效率对于实际的蒸汽汽轮机循环来说，我们可以通过设定一个功率调整系数（υ）来计算热机效率。

热力学循环效率（η_cycle）可以根据下述公式计算：η_cycle = η_Carnot × υ其中，η_Carnot为卡诺循环效率。

二、闭式循环的热机效率计算闭式循环是指工质在工作过程中不与外界发生任何质量交换，最常见的闭式循环是往复式内燃机循环。

1. 高斯定理高斯定理是用来计算往复式内燃机循环的热机效率的公式。

根据高斯定理，热机效率可以通过压缩比（r）和绝热指数（γ）来计算，即：η = 1 - 1 / r^(γ-1)其中，γ表示绝热指数。

2. 奥托循环和迪塞尔循环往复式内燃机循环中，最常见的两种循环是奥托循环和迪塞尔循环。

奥托循环适用于汽油发动机，迪塞尔循环适用于柴油发动机。

奥托循环的热机效率计算公式为：η = 1 - 1 / r^(γ-1)迪塞尔循环的热机效率计算公式为：η = 1 - 1 / r^(γ-1) × (r-1) / γ其中，r表示压缩比，γ表示绝热指数。

热机与热效率热机是一种将热能转化为功的设备。

它通过热能的输入和输出来实现工作，其中最重要的指标之一就是热效率。

本文将探讨热机的工作原理、热效率的计算以及影响热效率的因素。

一、热机的工作原理热机基于热力学原理，通过热能的转化实现机械功的产生。

典型的热机包括内燃机、汽轮机和蒸汽机等。

这些热机都有共同的工作原理，即通过热源提供的热量使工质发生变化，并从工质中提取出热量来实现功的输出。

热机的工作循环通常由四个阶段组成：吸热过程、膨胀过程、冷却过程和压缩过程。

在吸热过程中，热机从热源吸收热量。

膨胀过程中，工质发生膨胀，将热能转化为机械功。

冷却过程中，热机将剩余的热量排出。

最后，在压缩过程中，工质被压缩回原始状态，以准备下一个工作循环。

二、热效率的计算热效率是衡量热机性能的重要指标，定义为热机所输出的功与热机所吸收的热量之比。

通常用符号η表示，计算公式如下：η = (W_out / Q_in) × 100%其中，η为热效率，W_out为热机输出的功，Q_in为热机吸收的热量。

热效率一般以百分比的形式表示，值越高表示热机的能量转化效率越高。

三、影响热效率的因素热效率受到多个因素的影响，以下是一些主要的因素：1. 温度差：温度差越大，热机的热效率就越高。

这是因为温差越大，热量传递的速度越快，能够更充分地利用热能。

2. 工作流体的特性：工作流体的性质会直接影响热机的热效率。

例如，在内燃机中，燃料的选择会对热机的效率产生明显的影响。

3. 摩擦和损耗：摩擦和损耗也会降低热机的热效率。

这包括机械摩擦、热量损失和流体阻力等。

4. 设备的设计和制造质量：良好的设计和制造质量可以改善热机的效率。

例如，减少能量损失、提高密封性等。

5. 冷却系统效率：热机的冷却系统效率也会对整个系统的热效率产生重要影响。

冷却系统的设计和运行状态会直接影响热机的工作效率。

综上所述，热机是一种将热能转化为功的设备，通过热机热效率来评估热能利用的效果。

热机计算公式以及单位换算热机是利用热能转化为机械能的装置，其工作原理基于热力学定律。

在热机的运行过程中，需要进行一系列的计算和单位换算，以确保热机的工作效率和能量转化的准确性。

本文将介绍热机计算公式以及相关的单位换算。

热机的效率可以通过以下公式进行计算：\[ \eta = \frac{W}{Q_h} \]其中，η表示热机的效率，W表示热机输出的功，Q_h表示热机吸收的热量。

这个公式说明了热机的效率与输入的热量和输出的功之间的关系。

在实际应用中，热机的效率通常在0到1之间，表示热能转化为机械能的效率。

另外，热机的工作循环也可以通过以下公式进行计算：\[ \eta = 1 \frac{Q_c}{Q_h} \]其中，Q_c表示热机释放的热量。

这个公式说明了热机的效率与输入和输出热量之间的关系，可以帮助我们更好地理解热机的工作原理。

在进行热机计算时，我们通常需要进行一些单位换算，以确保计算的准确性。

以下是一些常见的单位换算：1. 温度单位换算。

在热机计算中，温度通常使用摄氏度（℃）或开尔文（K）作为单位。

两者之间的换算关系为：\[ T(K) = T(℃) + 273.15 \]2. 能量单位换算。

在热机计算中，能量通常使用焦耳（J）或千焦（kJ）作为单位。

两者之间的换算关系为：\[ 1kJ = 1000J \]3. 功率单位换算。

在热机计算中，功率通常使用瓦特（W）或千瓦（kW）作为单位。

两者之间的换算关系为：\[ 1kW = 1000W \]通过以上的单位换算，我们可以将不同单位的能量、功率和温度进行统一，从而方便进行热机计算。

除了上述的计算公式和单位换算，热机的运行还涉及到一些其他参数的计算，例如热机的热效率、循环工作量等。

在实际应用中，我们还需要考虑燃料的热值、燃料的成分、燃烧产物的排放等因素，以综合评价热机的性能和环境影响。

总之，热机的计算和单位换算是热力学研究和工程应用中的重要内容，通过合理的计算和单位换算，可以更好地理解热机的工作原理和性能特点，为热机的设计和优化提供理论依据和技术支持。