热机和热机效率

第3讲 热机和热机的效率一、热机1. 热机的相关概念热机——利用内能做功的机械。

例如：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。

内燃机——燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。

热机分为汽油机和柴油机两类。

⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧喷气发动机汽轮机机械。

）高，体积大，用于大型柴油机（功率大，效率机械。

）低，体积小，用于小型汽油机（功率小，效率内燃机蒸汽机热机 2. 内燃机的工作原理汽油机四冲程汽油机的结构——汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞，要会画图。

冲程——活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

吸气冲程——靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；压缩冲程——外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高；做功冲程——化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能；排气冲程——靠惯性运动，排出废气。

柴油机四冲程柴油机的结构——汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴，要会画图。

柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1）吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2）压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；3）做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。

【练习1】1、标出下列四图的名称，并说明其作用和能量转化过程。

2、一台单缸四冲程柴油机的转速为2400r/min ，它每秒完成几个冲程，做几次功？二、热机的效率1. 燃料的热值热值——单位质量的燃料完全燃烧所放出的热量，用符号q 表示。

热值的单位是J/kg ，气体燃料热值的单位是J/m 3。

质量为m 的燃料，完全燃烧所放出的热量为mq Q =放或Vq Q =放，视热值的单位而定。

2. 热机的效率在热机中，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。

计算热机效率的四种公式热机效率是热机工作时所转化的热能与输入的热能的比值，常用于研究热机的性能。

下面介绍四种常见的计算热机效率的公式。

1. 卡诺循环效率卡诺循环效率是热机效率的理论上限，它是指在绝热过程和等温过程中，热机从高温热源吸收热量，向低温热源释放热量的能量转化效率。

卡诺循环效率公式为：η = 1 - T2/T1其中，η表示卡诺循环的效率，T2表示低温热源的温度，T1表示高温热源的温度。

该公式表明，卡诺循环效率只与热源的温度有关，与具体的工作物质无关。

2. 热力循环效率热力循环效率是指热机在不同温度下工作时的效率，常用于评估汽车发动机和其他燃烧热机的性能。

热力循环效率公式为：η = （W_net / Q_in）× 100%其中，η表示热力循环的效率，W_net表示净功输出，Q_in 表示输入的热量。

该公式表示，热力循环效率等于净功输出与输入的热量之比。

3. 燃气轮机效率燃气轮机是一种常见的高效率热机，用于发电、动力等领域。

燃气轮机效率公式为：η = （W_turbine / Q_in）× 100%其中，η表示燃气轮机的效率，W_turbine表示涡轮机输出的功率，Q_in表示输入的热量。

该公式表示，燃气轮机效率等于涡轮机输出的功率与输入的热量之比。

4. 蒸汽轮机效率蒸汽轮机是一种常见的能源转换设备，常用于发电厂。

蒸汽轮机效率公式为：η = （W_turbine / Q_in）× 100%其中，η表示蒸汽轮机的效率，W_turbine表示涡轮机输出的功率，Q_in表示输入的热量。

该公式与燃气轮机效率公式相同，表示蒸汽轮机效率等于涡轮机输出的功率与输入的热量之比。

综上所述，热机效率可以通过卡诺循环效率、热力循环效率、燃气轮机效率和蒸汽轮机效率等四种公式进行计算。

这些公式可以帮助我们评估和比较不同热机的性能，并指导改进和优化热机的设计与运行。

学科培训师辅导讲义课题热机及热机效率教学目标了解热机的工作原理，能量的转化掌握燃料的热值和燃料的利用率重点、难点汽油机的工作原理及能的转化过程，燃料的热值考点及考试要求热机中的能量转化及损失，热机效率的计算教学内容你知道汽油机的工作原理吗？它在工作过程中能量怎样转化？什么叫热机的效率？怎样提高热机的效率呢？问：如何理解燃料的热值？答：从我们的生活经验事实可知，做一顿饭所需的热量是一定的，但所需的煤火燃气的质量大小是不同的．这正好表示质量相同的不同燃料完全燃烧放出的热量是不同的特性，我们就可以用1kg 的某中燃料完全燃烧所放出的热量叫做这种燃料的热值．从这个定义可知，同中燃料的热值相同，不同燃料的热值一般不同．它反映的是燃料的特性，其大小于燃料质量大小、是否完全燃烧、放出的热量大小无关，但在数值上等于一定质量的燃料完全燃烧放出的热量（Q）与其质量（m）的比值．一、燃料的热值1、常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。

质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。

2、定义：在物理学中，把1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做燃料的热值问：怎样更深刻地理解四冲程汽油机的工作过程？答：四冲程汽油机的每一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气，这四个冲程中只有做功冲程（即燃烧—膨胀做功冲程）对外做功，它是靠燃料（汽油）在汽缸中燃烧，生成高温高压的燃气，燃气推动活塞对外做功，实现了内能转化为机械能，从而使汽车获得信息快递：每完成一个工作循环，活塞在汽缸内往复两次，飞轮转动两周燃气对外做功一次．内能的利用热机汽油机的工作原理能量的转化热机的效率燃料的热值定义单位燃料的利用率又在大客车方面与汽油机并驾齐驱．1913年第一台装置柴油机的内燃机车诞生，促进了铁路运输技术的，内燃机车同电气机车一起逐步取代了蒸汽机车．1912年艘柴油机驱动的远洋轮船下水．到20世纪70年代初，全球商队轮船中已有80%是由柴油机驱动的．1903年美国莱特兄弟驾驶内燃机发动的飞机首次飞上了天空．1909年法国工程师布来里昂特驾驶飞机飞越英吉利海峡．1927年林德伯格实现了从纽约到巴黎的不着陆飞行．全世界被这一空前的成就所震惊，更大、更安全的飞机从此得到改进和革新．内燃机的发明使生产技术发生了重大的革命，内燃机一出现很快就开始取代畜力成为农业生产的动力．自1910年拖拉机成批生产以来，它的使用又促进了农用工具机，如播种机、收割机等机械的大量制造，加快了农业机械化的进程．内燃机还被广泛应用于军事设施．例如：飞机、火箭军舰、潜水艇、坦克、战车等，成为现代化战争中不可缺少的动力设备．除上述以外，在其他领域中诸如发电、排灌、工程机械、地质钻探等部门，都是应用内燃机的场所．在人们的生活领域中，家用汽车和摩托车使用的动力机械也是内燃机．内燃机正在广泛应用中不断得到改进，它的结构日趋成熟、完善，性能不断提高，最高热效率达到了46%．例：在观察水的沸腾实验中，用酒精灯将杯中230g，60°C的热水加热到沸腾，共用去2.5g的酒精，问：酒精完全燃烧所释放的热量中有百分之几被水吸收？解：酒精完全燃烧产生的热量Q1=3.0×107J/kg×2.5×10-3Kg=7.5×104J水吸收的热量Q2=4.2×103J/(kg.°C) ×250×10-3kg×40°C=4.2×104Jη=Q2/Q1×100﹪=56﹪智能归例题型一知道汽油机的工作原理及工作过程中能量的转化例有关四冲程内燃机的叙述中，不正确的是（）A．工作中只有做功冲程把内能转化为机械能B．工作中压缩冲程是把内能转化为机械能C．工作开始时要靠外力启动D．每一个工作循环，燃气只做功一次知识点热机的工作原理及工作过程中能量的转化情况闯关点拨吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成了内燃机的一个工作循环．析在内燃机的四个冲程中，只有在做功冲程中，燃气才对外做功，内能转化为机械能．压缩冲程中机械能转化为内能．内燃机开始工作时需要外力启动，所以，A、C、D所说的都是对的．答选B题型二认识燃料热值的物理意义，并会计算燃料完全放出的热量例1 干木材的热值是1.2×107J/kg，它的物理意义是____________________．要放出3.6 ×107J 的热量，需要完全燃烧__________kg的干木材．知识点认识热值的物理意义，并会进行计算闯关点拨燃料的热值是燃料的一种特性，其物理意义由定义可知，要求燃料燃烧放出的热量情况，可利用Q放=qm来计算．解其物理意义是：1kg干木柴完全燃烧放出1.2×107的热量．由在实际情况中燃料不能完全燃烧，所放出的热量肯定比利用该公式算出的要少．Q 放=qm 得：kg kgJ Jq Q m 3/102.1106.377=⨯⨯==放． 例2 小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热是4.2×103J ／（kg ·℃），他想估算一下自己家每天烧水、做饭需要的热量，于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将30kg20℃的水烧开．（1）小明家每天烧水做饭需要多少热量?（2）如果普通煤的燃烧值为3×107J/kg ，从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克煤? （3）小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0.5kg 算，他家每天实际用煤2kg ，由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5%，你认为小明家煤炉效率低的原因是什么? （4）从大的方面讲，家用煤炉除了热效率低浪费能源的缺点外，另一个主要缺点是什么? 知识点 利用公式Q 放=qm 和）（吸0t t cm Q -=的综合计算 闯关点拨 用公式Q 放=qm 和）（吸0t t cm Q -=来计算． 解 （1）Q ＝cm (t 2－t 1)将数据代入①得Q ＝1.0×107J（2）M ＝77103100.1⨯⨯kg ＝0.33kg （3）煤不能完全燃烧；热量散失严重． （4）产生废渣、废气，造成环境污染．题型三 认识热机的效率，并会进行有关的计算例 甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（ ） A ．甲做功比乙多 B ．甲做功比乙快 C ．甲消耗的汽油比乙少D ．以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少 知识点 考查对热机效率的理解闯关点拨 热机的效率与功率、做功的多少没有必然联系．析 汽油机做功的多少由牵引力的大小和汽车前进的距离的大小有关，与汽油机的效率无关，所以A 不正确；汽油机做功的快慢是由汽油机的功率决定的，与汽油机的效率无关，故B 不正确；汽油机做功的多少没有确定，其耗油量也不能确定，故C 也是错误的．在D 选项中，由W=Fs 可知，两汽油机做的功相等，由于甲的效率高，故甲耗油少． 答 选D中考典题精析考题 1 汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，其中在做功冲程中燃气对活塞做功，实现了___________能向___________能的转化．图15-11表示的是汽油机的________冲程（填冲程的名称）．（ 北京市东城区2004年中考题）闯关点拨 由汽油机汽缸示意图辨别冲程名称时，要根据两气门的关闭活塞的上下运动情况来确定，要判断是否是做功冲程可观察火花塞是否点火． 析 在做功冲程中，将内能转化为机械能；从图中可以看出：进气门打开、排气本题是一道热学知识与生活实际联系紧密的好题．同时告诉我们在学习物理知识时要注意理论联系实际，并要有高度的环保意识．图15-1111.四冲程柴油机工作过程中，将机械能转化为内能的冲程是( )A、排气冲程B、压缩冲程C、吸气冲程D、做功冲程12.煤的热值大于干木柴的热值，这里是指( )A、煤比干木柴含有的热量多一些B、烧煤比烧干木柴产生的温度高一些C、烧煤比烧干木烧产生的热量多一些D、要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少13.不属于大气污染主要来源的是( )A、家庭炉灶和取暖设备B、大型机电排灌站C、工业企业(包括火电站、钢铁厂、化工厂等)14.将一铁块投入到装有水的烧杯中，它们之间没有发生热传递，这是因为( )A、它们具有相同的热量B、它们具有相同的内能C、它们具有相同的温度D、它们具有相同的比热容15.A、B两种物质，比热容关系是C A＞C B，则下列说法中正确的是( )A、都升高20℃，A吸收的热量一定较多B、都降低10℃，B放出的热量一定较多C、质量相同的情况下，都升高5℃，B吸收的热量一定较多D、质量相同的情况下，都降低5℃，A放出的热量一定较多16．.江西盛产茶叶，有悠久的“茶文化”。

热力学中的热机了解热机的工作原理与效率热力学中的热机：了解热机的工作原理与效率热力学是研究能量转化和传递的学科，而热机是利用热能来转化工作的装置。

本文将介绍热机的工作原理和效率，并探讨热机在能源转化中的重要性。

一、热机的基本原理热机是利用热能进行能量转化的装置。

其基本原理是：通过热能的吸收和释放，将热能转化为机械能。

热机通常由工作物质、热源和冷源组成。

工作物质是热机中发挥作用的实质性物质，常见的工作物质有蒸汽、汽油、氢气等。

热源是提供热量的地方，冷源则是吸收废热的地方。

热机工作的基本过程是循环过程，通常包括四个主要步骤：吸热过程、绝热膨胀过程、放热过程和绝热压缩过程。

这些过程中，热机通过吸收和释放热量来进行能量转化。

二、热机的效率热机的效率是评价其能量转化效率的重要指标。

热机效率定义为输出功与输入热量之比，也即：η = (W/Qin) × 100%其中，η表示热机的效率，W表示机械功，Qin表示输入热量。

根据第一定律热力学原理，能量守恒，即机械功等于输入热量减去输出热量：W = Qin - Qout代入热机效率公式，可以得到：η = [(Qin - Qout) / Qin] × 100%由此可见，热机的效率取决于输入热量和输出热量之间的差异。

要提高热机的效率，需要减少输出热量，增加输入热量。

三、热机效率的限制根据热力学第二定律，热机效率存在一定的限制，即卡诺定理。

卡诺定理指出，在工作温度不变的情况下，热机效率达到最大时，称之为卡诺效率。

卡诺效率可以用以下公式表示：ηc = 1 - (Tc/Th)其中，ηc表示卡诺效率，Tc表示冷源温度，Th表示热源温度。

由此可见，热机的效率受到热源和冷源温度之间的差异限制。

要提高热机效率，可以通过降低冷源温度或提高热源温度来实现。

四、热机在能源转化中的应用热机在能源转化中起着重要作用。

目前，常见的能源转化方式包括化石能源的燃烧、核能的裂变和可再生能源的利用等。

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。

热机的工作原理与效率计算在我们的日常生活和工业生产中，热机扮演着至关重要的角色。

从汽车的发动机到发电厂的大型机组，热机的应用无处不在。

那么，热机到底是如何工作的？其效率又是怎样计算的呢？让我们一起来探究一下。

热机是一种将内能转化为机械能的装置。

它的工作原理基于热力学定律，特别是热力学第一定律和热力学第二定律。

首先，我们来了解一下热力学第一定律。

简单来说，它表明能量是守恒的，即输入热机的热量等于输出的功加上热机内部内能的变化。

这就像是我们给一个存钱罐存钱，存进去的钱等于取出来花掉的钱加上罐子里剩下的钱。

以常见的内燃机为例，比如汽车里的汽油发动机。

在其工作过程中，燃料在气缸内燃烧，产生高温高压的气体。

这些气体膨胀，推动活塞做功。

这个过程中，燃料燃烧释放的化学能转化为气体的内能，然后内能又转化为活塞运动的机械能。

而热力学第二定律则告诉我们，热机在工作时，不可能从单一热源吸收热量并将其全部转化为有用功，而不产生其他影响。

这就好像我们不能把一杯热水的热量完全转化为推动物体前进的能量，总会有一部分热量散失掉。

接下来，我们看看热机的工作循环。

常见的热机工作循环有奥托循环、狄塞尔循环等。

以奥托循环为例，它包括四个冲程：进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。

进气冲程时，活塞向下运动，吸入燃料和空气的混合物。

压缩冲程中，活塞向上运动，将混合物压缩，使其温度升高。

做功冲程是关键，燃料燃烧，产生的高温高压气体推动活塞向下运动，对外做功。

最后，在排气冲程，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出气缸。

了解了热机的工作原理，我们再来说说热机的效率计算。

热机的效率是指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。

计算公式通常为：热机效率＝有用功／燃料燃烧放出的总能量 ×100%例如，对于一台汽车发动机，如果燃料燃烧放出了 1000 焦耳的能量，而发动机对外做功 300 焦耳，那么这台发动机的效率就是 300 ／1000 × 100% ＝ 30% 。

热机的工作原理与热效率热机是将热能转化为机械能的装置，其工作原理基于热力学第一定律和第二定律。

本文将详细讨论热机的工作原理以及如何确定热效率。

一、热机的工作原理热机的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：热源加热、工作物质的膨胀、工作物质的冷却和工作物质的压缩。

首先是热源加热。

热机通过与热源接触，吸收了热源的热能。

这个过程中，热机的工作物质会吸收热量，并由此产生局部温度升高。

接下来是工作物质的膨胀。

由于热源加热，工作物质的温度升高，从而使其分子运动增多，分子间的相互作用变弱，导致体积增大，即膨胀。

这个过程中，工作物质会对外做功，从而将热能转化为机械能。

然后是工作物质的冷却。

膨胀完毕后，工作物质需要散热，以便重新进行下一轮的膨胀。

通常，冷却会通过和冷源接触，使工作物质的温度降低。

最后是工作物质的压缩。

在冷却的过程中，工作物质的温度下降，分子间的相互作用增强，导致体积减小，即压缩。

这一步骤通过外界做功的方式实现。

通过以上几个步骤的循环，热机能够持续地将热能转化为机械能，实现其工作功能。

二、热效率的确定热效率是评价热机性能优劣的重要指标，其定义为热机输出功的比例与输入的热能之间的比值。

热效率可以用以下公式表示：热效率 = 输出功 / 输入热能输出功指的是热机输出的有用功，它是指热机产生的机械能，如发电机输出的电能、汽车发动机输出的动力等。

输入热能则是指热机从热源吸收的热能，它是指热机利用热源的能力。

在实际情况中，热机往往无法完全将热能转化为机械能，一部分热能会以废热的形式散失。

因此，热效率一般小于1，通常以百分比的形式来表示。

在实际应用中，提高热效率是热机设计的重点。

为了提高热效率，可以采取以下几个措施：1.减少废热损失：通过改进热机内部的热传导、热辐射和热对流等机制，减少废热的产生和散失。

2.提高工作物质的热效应：选择合适的工作物质，使其在膨胀和压缩过程中具有更高的热效应，从而提高能量转化效率。

3.优化循环过程：通过优化热机的工作环节，如调整膨胀比、增加级数等，使热机在各个过程中的热交换更加高效。

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。