热机综述
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热机物理知识点初中总结
热机物理知识点初中总结热机是一种能够把热能转化为机械能的设备，通过利用燃料燃烧产生热能，再通过热能驱动机器进行功的过程，完成能源转化。
热机的运行见证了热能向机械能的转化，也是工业生产中非常重要的设备。
在初中物理学习中，我们也要学习热机的相关知识，下面就对热机物理知识点进行总结。
热机的工作原理：热机是一种通过热能转化为机械能的装置，它的工作原理可以通过以下步骤来理解：1. 热机吸收燃料燃烧产生的热能，使得工作物质（如水蒸气、气体等）温度升高；2. 热机通过转换机构，将高温高压的工作物质的内能转化为机械能，使得机器得以运转；3. 机器通过运转进行功，实现了热能向机械能的转化；4. 机器运转后，工作物质温度降低，热机将废热排放出去。
这样一来，热机就实现了热能向机械能的转化，完成了能源的利用和转化。
热机的主要种类：热机有很多种类，但主要可以分为内燃机和蒸汽机两大类。
内燃机是利用燃料在内燃机的活塞内燃烧产生高温高压气体，从而推动活塞做功。
蒸汽机则是利用水蒸气受热膨胀推动活塞做功。
内燃机主要用于汽车、发电机等领域，它的优点是结构简单、功率密度大，但排放污染物较多。
而蒸汽机多用于工业生产，它的优点是可以使用各种燃料，适用范围广，但结构复杂、效率较低。
热机效率：热机效率是指热机工作时，输入的热能中有多少能够转化成机械能，是评价热机性能的一个重要指标。
热机效率通常用η表示，它等于输出的机械能与输入的热能之比。
η = 机械能输出 / 热能输入根据热力学第一定律，热机效率ξ和工作物质的温度有关，通常我们可以用卡诺循环来指导热机的设计和改进。
热机效率的提高可以通过降低废热的散失、提高工作物质的温度等途径来实现。
热机的循环过程：热机的运行过程其实是一个循环过程，通常包括四个步骤：吸热、等温膨胀、放热和等温压缩。
这就是热机的循环过程，也是热机能够连续地转化热能为机械能的基础。
热机的循环过程有不同的类型，比较常见的包括卡诺循环、斯特林循环等。
初三物理热机知识点
初三物理热机知识点一、热机概述热机是一种将热能转化为机械能的装置。
通过燃料燃烧产生的热能或其他热源，热机能够驱动机械运动，广泛应用于汽车、飞机、发电厂等。
二、热机的工作原理1. 燃烧过程：燃料在热机内燃烧，产生高温高压气体。
2. 能量转换：高温高压气体推动活塞做往复运动，将热能转化为机械能。
3. 机械运动：活塞的往复运动通过曲轴转化为旋转运动，驱动机械工作。
三、热机的类型1. 内燃机：燃料在发动机内部燃烧，如汽油机、柴油机。
2. 外燃机：燃料在发动机外部燃烧，如蒸汽机。
3. 喷气发动机：通过燃料燃烧产生的高速气流直接产生推力。
四、热机的性能指标1. 功率：单位时间内热机做功的多少，通常以马力或千瓦表示。
2. 效率：热机有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。
3. 排放：热机工作时排放的废气，包括二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等。
五、热机的主要组成部分1. 燃烧室：燃料燃烧的地方。
2. 活塞：在气缸内往复运动，将热能转化为机械能。
3. 曲轴：将活塞的往复运动转化为旋转运动。
4. 气门：控制燃料和空气的进入以及废气的排出。
六、热机的工作循环1. 进气冲程：活塞下行，气缸内形成负压，吸入空气和燃料混合气。
2. 压缩冲程：活塞上行，混合气被压缩，温度和压力升高。
3. 功冲程（爆炸冲程）：点火或自燃，混合气燃烧产生高温高压气体，推动活塞下行，做功。
4. 排气冲程：活塞上行，将废气排出气缸。
七、热机的热效率1. 定义：有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。
2. 提高方法：优化燃烧过程、减少机械摩擦、提高废气再利用率等。
八、热机的环境保护1. 减少排放：采用催化转化器、颗粒过滤器等技术减少有害物质排放。
2. 节能减排：提高热机效率，减少燃料消耗，降低温室气体排放。
九、热机的发展趋势1. 电动化：发展电动汽车，减少对化石燃料的依赖。
2. 智能化：利用信息技术提高热机的自动化水平和效率。
3. 绿色能源：研究使用太阳能、风能等可再生能源驱动热机。
新人教版第十四章热机工作原理知识点总结
新人教版第十四章热机工作原理知识点总
结
1.热机的定义
热机是将热能转化为机械能的机器，通过燃烧燃料或其他方式
产生热能，然后利用热能驱动机械部件运动。
2.热机的分类
根据工作物质的种类，热机可分为蒸汽机、内燃机和外燃机等。
根据工作循环的特点，热机可分为循环式热机和非循环式热机等。
3.热机的工作原理
热机的工作过程一般包括吸热过程、做功过程、放热过程和回
程过程。
在循环式热机中，可以通过循环过程中的相变来提高热机的效率。
4.热机效率和Carnot循环
热机效率是指热机输出的有效功与输入的热能之比，计算公式
为η = W/Qh，其中W为有效功，Qh为吸收的热量。
Carnot循环是一个理想化的热机循环，其效率取决于两个热源
的温度差。
Carnot循环效率为ηc = 1 - Tc/Th，其中Tc为低温热源
的温度，Th为高温热源的温度。
5.热力循环与传递
热力循环是指热机在工作过程中吸收热量、产生功和放出废热
的过程。
热力传递是指热能从高温处传递到低温处的过程。
6.热机的应用
热机广泛应用于各个领域，包括汽车、发电厂、船舶等。
不同
类型的热机根据具体应用场景选择合适的工作原理和工作物质。
以上是对新人教版第十四章热机工作原理的知识点的简要总结，希望对您有所帮助。
九年级物理热机
九年级物理热机
摘要：
一、热机概述
二、热机的工作原理
三、热机的效率
四、热机的改进与应用
正文：
一、热机概述
热机，作为一种将热能转化为机械能的装置，在我们日常生活中有着广泛的应用。
九年级物理课程中，热机是一个重要的学习内容。
本文将从热机的工作原理、效率以及改进与应用等方面进行详细阐述，帮助大家更好地理解和掌握这一物理概念。
二、热机的工作原理
热机的工作原理主要基于热力学第一定律，即能量守恒定律。
热机由四个主要部分组成：进气门、气缸、活塞和排气门。
在工作过程中，热机会吸入高温高压的燃气，推动活塞做往复运动，从而将热能转化为机械能。
随后，热机将排出废气，准备进行下一轮的工作。
三、热机的效率
热机的效率是指热机将热能转化为机械能的比例。
影响热机效率的因素主要有两个：一是燃料的燃烧程度，二是废气的温度。
为了提高热机的效率，我们需要尽量提高燃料的燃烧程度，降低废气的温度。
这样，热机在相同的热量
输入下，能够输出更多的机械能。
四、热机的改进与应用
随着科技的发展，热机的设计和性能得到了不断的改进。
例如，内燃机的出现大大提高了热机的效率。
此外，热机在各个领域的应用也日益广泛，如汽车、火车、发电厂等。
为了降低能源消耗和减少环境污染，研究人员还在积极探索新型热机，如燃料电池、太阳能热机等。
总之，热机作为能量转换的重要装置，其在现实生活和科学技术中的应用具有重要意义。
热机课件ppt
最高效率
理想热机的最高效率是有限的，因为根据热力学第二定律，热量不 可能全部转化为有用功。
实际热机的效率
定义
实际热机由于存在摩擦和热损失，其效率通常低于理想热机。
公式
实际热机的效率通常用 $\eta = \frac{W}{Q} \times 100\%$ 来表示，其中 W 是实际做 的有用功，Q 是燃料燃烧释放的热量。
智能控制技术
利用物联网和人工智能技术，实现热机的智能控 制和优化运行。
未来热机的应用前景
交通领域
随着电动汽车的普及，热机将在移动设备领域发挥重要作用。
工业领域
在化工、钢铁、造纸等行业中，热机将是实现工业生产可持续 发展的重要手段。
电力领域
通过提高发电效率，热机将在电力生产中发挥重要作用。
06
总结与展望
采用先进技术
采用先进的燃烧技术和控制系统可以提高 热机的效率。
04
热机的应用实例
汽车发动机
总结词
汽车发动机是一种将热能转化为机械能的装置，是汽车动力 的核心部件。
详细描述
汽车发动机通常由汽缸、活塞、曲轴等组成，通过燃料的燃 烧产生高温高压气体推动活塞运动，从而转化为机械能输出 。发动机的性能对汽车的动力、油耗和排放都有着至关重要 的影响。
风能技术
风能技术的进步将推动风 力发电的大规模应用，尤 其是在海上风电领域。
核能技术
随着安全性和可持续性的 提高，核能将成为未来能 源结构中的重要组成部分 。
热机技术的创新与发展
高效能热机
通过优化设计和材料选择，提高热机的效率和性 能。
清洁燃料技术
开发和使用清洁燃料，如氢气和生物质能，以减 少对环境的污染。
分析热机的未来发展趋势
理想热机的最高效率是有限的，因为根据热力学第二定律，热量不 可能全部转化为有用功。
实际热机的效率
定义
实际热机由于存在摩擦和热损失，其效率通常低于理想热机。
公式
实际热机的效率通常用 $\eta = \frac{W}{Q} \times 100\%$ 来表示，其中 W 是实际做 的有用功，Q 是燃料燃烧释放的热量。
智能控制技术
利用物联网和人工智能技术，实现热机的智能控 制和优化运行。
未来热机的应用前景
交通领域
随着电动汽车的普及，热机将在移动设备领域发挥重要作用。
工业领域
在化工、钢铁、造纸等行业中，热机将是实现工业生产可持续 发展的重要手段。
电力领域
通过提高发电效率，热机将在电力生产中发挥重要作用。
06
总结与展望
采用先进技术
采用先进的燃烧技术和控制系统可以提高 热机的效率。
04
热机的应用实例
汽车发动机
总结词
汽车发动机是一种将热能转化为机械能的装置，是汽车动力 的核心部件。
详细描述
汽车发动机通常由汽缸、活塞、曲轴等组成，通过燃料的燃 烧产生高温高压气体推动活塞运动，从而转化为机械能输出 。发动机的性能对汽车的动力、油耗和排放都有着至关重要 的影响。
风能技术
风能技术的进步将推动风 力发电的大规模应用，尤 其是在海上风电领域。
核能技术
随着安全性和可持续性的 提高，核能将成为未来能 源结构中的重要组成部分 。
热机技术的创新与发展
高效能热机
通过优化设计和材料选择，提高热机的效率和性 能。
清洁燃料技术
开发和使用清洁燃料，如氢气和生物质能，以减 少对环境的污染。
分析热机的未来发展趋势
细说热机
细说热机热机与人们的生活紧密相连，本节内容主要包括热机的工作过程、热机工作过程中的能量转化、汽油机与柴油机的区别等。
一、热机1.热机是把燃料燃烧放出的内能转化为机械能的机器，它的种类很多，如蒸汽机、汽轮机、喷气发动机、内燃机等。
燃料在气缸内燃烧，生成高温高压的燃气，然后燃气推动活塞做功，把燃气的内能转化为机械能的热机，叫做内燃机。
2.四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，这四个冲程叫做一个工作循环。
在每个工作循环中，活塞在气缸中往返两次，曲轴转动两周，对外做功一次。
在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功的，其他三个冲程是辅助冲程，是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成的。
A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程解析：由图可知，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，所以是吸气冲程，故A 正确。
答案：A 点拨：由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程。
例2 一台四冲程内燃机飞轮转速为2400r/min ，则每秒做功的次数为（ ） A.10次B.20次C.30次D.40次解析：此柴油机的飞轮转速为2400r /min ，所以飞轮每秒转602400r=40r ，因为飞轮每转两周对外做功一次，所以n =240=20次。
答案：B 点拨：此题主要考查了内燃机的四冲程中做功次数与飞轮转数之间的关系，关键要搞清一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次。
二、汽油机与柴油机A.汽油机与柴油机使用的燃料不同B.柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火C.柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞D.汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的是柴油和空气的混合物解析：A 选项中，汽油机和柴油机使用的燃料不同，汽油机使用汽油，柴油机使用柴油，该选项说法正确，不符合题意；B 选项中，汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火，该选项说法正确，不符合题意；C选项中，汽油机气缸顶部有个火花塞，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，该选项说法正确，不符合题意；D选项中，工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，该选项说法不正确，符合题意。
物理热机知识点总结
物理热机知识点总结热机是物理学中重要的研究对象之一，它是利用热能转换成机械能的设备，例如蒸汽机、内燃机等。
热机的研究对于认识热动力学过程和提高能量利用效率具有重要意义。
本文将总结热机的基本原理、热力学循环、热效率以及一些重要的热机实例，希望能够帮助读者更深入地了解热机的相关知识。
一、热机的基本原理1.热机的工作原理热机是利用热能来产生机械能的机器。
它可以通过以下过程实现：（1）吸热过程：燃料燃烧产生热能，使热机工作物质（例如蒸汽、气体等）吸热、膨胀；（2）做功过程：膨胀的工作物质推动活塞或涡轮做功，从而产生机械能；（3）排热过程：工作物质释放热量，热机再次处于可吸热状态。
2.热机的分类根据热机工作物质和工作原理的不同，热机可以分为内燃机和外燃机，如蒸汽机、汽车发动机等。
内燃机是工作物质在容器内部发生燃烧，外燃机是将热能和工作物质分开来加热。
3.热机的热能转换特点热机是一种能将热能转换成机械能的设备，其特点包括：（1）热机工作需要从高温源吸收热量，将部分热量转换成机械能和低温热量，最后将低温热量排出；（2）热机的效率由热源温度决定，效率越高，热源温差越大。
二、热力学循环1.热力学循环的定义热力学循环是指热机在一定压力下，循环完成吸热、做功和放热过程的过程。
其中理想热力学循环是指在实际过程中没有内部能量损失、每个过程都是可逆过程并且工作物质处于理想气体状态的循环。
2.热力学循环的分类常见的热力学循环包括卡诺循环、斯特林循环、布雷顿循环等。
其中卡诺循环是准静态可逆过程的循环，是理论上热机效率的上限。
斯特林循环是利用活塞功与活塞压缩而不是活塞粗鲁的循环。
而布雷顿循环是一种用于燃气涡轮发动机的循环，其效率取决于压缩机和涡轮的效率。
3.热力学循环的基本过程热力学循环通常由吸热、等温膨胀、放热和等温压缩四个基本过程组成。
这些过程通过适当的方式组合可以实现热机的工作。
三、热效率1.热效率的定义热效率是指热机从高温热源吸收热量并转换成机械能的比例，通常用工作输出功和吸收热量的比值来表示。
热机知识点总结做功
热机知识点总结做功一、热机的基本原理热机的基本原理是利用热量转化为机械能。
根据热机的工作原理可以分为燃烧型热机和非燃烧型热机两大类。
燃烧型热机利用燃料的热能进行燃烧，将产生的热能转化为机械能。
而非燃烧型热机则是利用外部热源直接输入热能，然后进行能量转换。
无论是燃烧型还是非燃烧型热机，其工作原理都遵循热力学的基本原理，即热量流向高温到低温的方向。
热机的基本原理是热机循环过程。
在燃烧型热机中，燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞进行功，将热能转化为机械能。
在非燃烧型热机中，外部热源提供热能使工质膨胀从而推动活塞进行功。
这些都是通过循环过程完成的，即引入工质、吸收热量、做功、放出热量，再重新引入工质的循环过程。
二、热机的工作循环热机的工作循环是指在热机中工质所经历的一系列热力学过程，常见的热机循环有卡诺循环、奥托循环和布雷顿循环等。
这些循环过程为热机的工作提供了理论基础，对于提高热机的效率和性能具有重要意义。
卡诺循环是理想热机的工作循环，它包括等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程。
在这个过程中，工质依次经历了吸收热量、做功、放出热量和吸收冷量，完成了能量转化的循环过程。
奥托循环是内燃机常见的工作循环，包括吸气、压缩、爆燃、做功和排气五个过程。
在这个过程中，混合气经历了一次爆燃过程，产生了功，推动了活塞，最终完成了一次循环。
布雷顿循环是常见的蒸汽轮机循环，包括等压加热、等熵膨胀、等压冷凝和等熵压缩四个过程。
在这个过程中，水蒸汽依次经历了吸热、膨胀、放热和压缩，完成了能量转化的循环过程。
三、热机的效率热机的效率是衡量热机性能的重要指标。
在热力学中，热机的效率由能量转换率来定义，即功输出与热输入的比值。
在理想热机中，其效率是由卡诺循环效率来决定的，即1-（冷热源温度比）。
实际热机的效率总是小于理想热机的效率，因为在实际过程中总会有能量损失和热量漏散等现象。
因此，提高热机的效率对于能源利用和环境保护具有重要意义。
斯特林热机发展综述
斯特林热机发展综述1丁国忠张晓青郭方中胡兴华张春萍华中科技大学能源与动力工程学院制冷与低温工程系武汉430074Email:ding_guo_zhong@摘要：在当前能源紧张的情况下，利用太阳能发电技术成了政府和企业非常关注的重要课题，本文论述了太阳能斯特林热机的发展，针对实际应用中的难点问题进行了讨论，为太阳能斯特林热机的发展提供参考。
关键词：斯特林热机，太阳能，综述1.引言能源问题成了一个世界性关注的焦点，在石油和煤炭资源逐渐减少的今天，对于可再生能源的利用获得了很多政府的资助和支持。
我国863和973国家项目都提高了对太阳能等可再生能源利用项目的资助。
太阳能作为地球最大的可再生能源，在近年来获得了更多的利用和发展，中国也成为了太阳能热水器生产的最大输出国，太阳能光伏电池也得到了迅速的发展，但是利用太阳能效率最高的斯特林发动机在中国的发展却非常不够，在日本每年都有斯特林发展的技术论坛。
本文将对斯特林热机的发展和关键问题进行讨论。
目前我国电力供应持续紧张，无法满足人们生产和生活需要，同时，采用化石燃料供电对环境造成了严重污染，因此，新能源发电方式越来越引起社会的热切关注。
斯特林热气机是完成热功转换的高效装置，并且对热源品位要求较低，适于以热能形式利用太阳能。
近年来，发达国家加快对斯特林太阳能热发电方式的研究，其研究的方向主要集中在提高系统稳定性和降低系统发电成本方面；我国曾有少数科研院所从事过船用斯特林热气机、燃烧式（以麦杆等为燃料）斯特林热气机的研发工作，但最终以电能形式利用太阳能的斯特林发电系统尚未见成功实例。
2.斯特林热机的发展2.1 斯特林热机发展概况最早的斯特林热机源于1816年斯特林发明的回热式热机，专利号是4081，此热机小，功率输出是100W-4kW，并且它很快就被随后的内燃机所取代。
1864年Ericsson发明了使用反射镜加热排出器气缸热端的太阳能驱动的热空气机[1]，随后几年做了一些改进。
内能与热机总结归纳
内能与热机总结归纳热机是指能够将热能转化为机械能的装置。
热机的工作原理是基于热力学第一定律和第二定律的原理。
热机的发展历史可以追溯到古代，但现代热机的发展主要还是在18世纪末和19世纪初的工业革命时期。
本文将从热机的基本原理、热机的分类以及热机的应用等方面进行总结归纳。
热机的基本原理是热能转化为机械能。
根据热力学第一定律，能量守恒，热机通过吸收热量Qh，从高温热源中吸收热量，然后将部分热量转化为有用的机械功W，最后将剩余的热量Qc排放到低温热源中。
热机的效率η定义为有用的机械功W与吸收的热量Qh之比，即η = W / Qh。
根据热力学第二定律，热机效率受到限制，不能达到100%。
热机根据工作物质的不同可以分为蒸汽机、内燃机和燃气轮机等几种类型。
蒸汽机是最早发展的热机之一，其工作物质为水蒸气。
蒸汽机的工作原理是将水蒸气加热至高温高压状态，然后通过膨胀做功，最后将冷凝后的水回到锅炉中重新加热。
内燃机是一种将燃料在密闭的燃烧室内燃烧产生高温高压气体，然后通过气缸的工作过程将其转化为机械能的热机。
内燃机包括汽油机和柴油机等。
燃气轮机则是通过燃烧气体产生高温高压气体，并通过涡轮叶片的旋转将气体的动能转化为机械能。
燃气轮机广泛应用于电力、航空等领域。
热机在工业生产和生活中有着广泛的应用。
在工业生产中，热机广泛应用于发电厂、钢铁厂、化工厂等能源消耗较大的行业。
发电厂中的热机主要是蒸汽机和燃气轮机，通过燃烧燃料产生高温高压的蒸汽或气体，然后通过涡轮发电机将其转化为电能。
钢铁厂和化工厂中的热机主要是内燃机，用于驱动各种设备和机械。
在生活中，热机也有着广泛的应用，例如汽车和飞机等交通工具中的发动机就是内燃机，用于驱动车辆和飞行器。
热机是一种能够将热能转化为机械能的装置，其工作原理是基于热力学定律的。
热机可以根据工作物质的不同分为蒸汽机、内燃机和燃气轮机等几种类型，广泛应用于工业生产和生活中。
热机的发展对于工业革命的推动起到了重要的作用，也为人类社会带来了巨大的改变。
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热机综述一、热机的定义热机，即产生热能，而后将热能转化为对外做功的机械，热能的来源主要包括燃烧和核能，做功的形式主要为旋转和喷气。
符合以下2个特征的机械，即可称为热机：a)要产生热能；b)要有能够吸收热能，并将热能转化为对外做功的工质，一般是空气或水。
常见的热机有蒸汽机、蒸汽轮机、活塞内燃机、燃气涡轮机，若无特别说明，文中热机即指这4种常见热机。
二、热机的分类及特点一般将热机分为两大类，即内燃机和外燃机，其判别方式和特点分别如下。
1.内燃机若工质参与了产生热能的过程，即是内燃机。
以活塞内燃机、燃气涡轮机为代表，空气作为工质并参与燃烧，热能来源为燃烧，燃料一般为汽油、柴油、天然气、煤油等化石燃料。
其工作过程分为压缩空气、燃烧、燃气膨胀做功（活塞内燃机的这三个过程是间歇性的，燃气涡轮机的这三个过程是连续的），由于第一步是压缩空气，因此其起动需借助外力，外力一般为电动机、人力、空气涡轮、高速冲压或另一台内燃机。
2.外燃机若工质不参与产生热能的过程，即是外燃机。
以蒸汽机、蒸汽轮机为代表，水作为工质，热能来源可以是核能，也可以是燃烧，燃料不限，可以使用煤、重油、木材、可燃垃圾等，还可以使用太阳能和地热。
其工作过程分为加热水，水蒸气膨胀做功，无需借助外力起动。
虽然起动不需要借助外力，但相比内燃机，起动时间长得多。
三、热机的主要用途热机的作用就是输出功率，目前，热机的主要用途包括：a)作为发电机的动力，包括所有核电站、火电站，以及几乎所有移动式发电车和备用发电机；b)作为交通工具的动力，包括绝大部分无轨动力车辆、飞机、船舶，以及少量火车；c)作为地面作业设备的动力，驱动水泵、风机、液压泵等。
四、常见热机介绍本文从出现顺序，依次介绍4种常见的热机。
1.蒸汽机蒸汽机于17世纪末出现在英国，18世纪初完善，催生了第一次工业革命，从驱动地面设备，逐步应用到船舶，火车，火电站，甚至汽车。
现在看来，蒸汽机确实笨重、低效，目前也确实已被活塞内燃机、蒸汽轮机和燃气涡轮机取代。
但在当时，却是极其重要的发明，人类第一次可以自行支配动力的输出地点和时间，而不受限于风力、水流等自然条件。
并且，蒸汽机上的许多结构，被应用到了后来的动力机械上，例如，飞轮、曲轴、连杆、活塞、气缸、转速调节器、滑阀等，经过一定的改良，用到了活塞内燃机上；其锅炉，更是可以直接用于蒸汽轮机。
需要说明的是，蒸汽机的发明和之后相当长时间内的发展，是没有完整的理论体系支撑的，完全依靠纽卡门、瓦特、富尔顿、史蒂芬孙等工程师的经验和聪明才智。
2.活塞内燃机活塞内燃机是在蒸汽机的基础上，由火炮启发而来。
火炮在13、14世纪就已经出现了，但一直没有和动力装置联系起来。
18世纪末，欧洲人考虑，将炮管看成气缸；炮弹换成通过连杆连接飞轮和曲轴，使其能够来回滑动的活塞；炮管底部能够将火药燃烧的废气和残渣适时排出；将新鲜空气和火药间歇性的送入炮筒，并能从内部点燃，不就是一种新的动力机械嘛？想法有了，就差解决工程问题了，使用煤气代替火药，以保证燃烧后只产生废气，而没有残渣；气缸一端设置进、排气的装置；使用火花塞在气缸内部点燃。
内燃机的研制过程中，大量借鉴了蒸汽机上的飞轮与滑阀的联动装置，以及转速调节器，既保证了动作协同，又能稳定转速。
终于到19世纪60年代，法国人研制出了实用的活塞内燃机（煤气作为燃料），德国人将其发扬光大（汽油机和柴油机）。
期间，赖特、勒努瓦、奥托、戴姆勒、狄塞尔等工程师做出了重要贡献，德国工程师汪克尔还发明了旋转活塞发动机。
目前，活塞内燃机是应用最为广泛的热机，包括几乎所有的移动式发电车和备用发电机，绝大部分无轨动力车辆、商用船舶、小型飞机和地面作业设备，部分军用船舶，少量火车。
需要说明的是，活塞内燃机的发明和发展过程中，伴随着理论体系的不断成熟，包括热力学第一、第二、第三定律，涌现出焦耳、卡诺、开尔文、克劳修斯等一大批科学家。
活塞内燃机的发展中，有一件装置不得不说，那就是涡轮增压器，20世纪初，瑞士人提出了涡轮增压的概念，即利用废气的残余能量，驱动涡轮，涡轮驱动压缩机，使空气进入气缸之前就得到了预压缩，此举相当于增大了气缸的容量，可以使活塞内燃机产生更大的功率，二战时期，美国的飞机发动机广泛使用了涡轮增压器，使得其飞机在高空依然能够产生较大的功率，20世纪60年代，涡轮增压器开始被用到汽车发动机上。
加装了涡轮增压器的活塞内燃机，原理上已经与燃气涡轮机非常接近了，从图1和图2即可以看出。
图1 带涡轮增压器的活塞内燃机工作原理简图（网络截图）图2燃气涡轮机工作原理简图（网络截图）3.蒸汽轮机蒸汽轮机也是从蒸汽机的基础上发展起来的，不过将高压蒸汽用于推动叶轮的旋转，而不是间歇性地推动活塞。
19世纪末，瑞典人拉瓦尔和英国人帕森斯分别制造出了实用的蒸汽轮机，之后，蒸汽轮机的功率迅猛发展，最大单台功率已达1000MW级别。
目前蒸汽轮机主要应用在大功率领域，包括所有核电站和核动力船舶、大部分火电站、少量大型常规动力船舶。
还有一些在生产过程中产生废热或废蒸汽的企业，也会使用小型蒸汽轮机，驱动鼓风机等大型机械，以回收能源。
值得一提的是，常说的核电站、核动力航空母舰、核动力潜艇、核动力巡洋舰，其动力装置其实都是配备核反应堆的蒸汽轮机，即使用核反应堆代替常规蒸汽轮机的锅炉，加热作为工质的水。
蒸汽轮机出现时，热力学理论体系已经比较完善和成熟，不过，蒸汽轮机还需要另一门学科的支撑——流体力学。
蒸汽轮机出现之前，人类就已经研究流体力学200多年了，其中的著名科学家包括牛顿、欧拉、伯努利、拉格朗日、纳维、斯托克斯等，蒸汽轮机发展过程中，以普朗特、冯卡门为代表的一批科学家，将流体力学带到了一个新的高度，大大推动了蒸汽轮机的发展。
4.燃气涡轮机燃气涡轮机是热机的集大成者，经历的坎坷也最多，18世纪末，英国人巴伯就提出了燃气涡轮机的工作过程；1900年左右才制成不实用的燃气涡轮机；直到1920年，德国人霍尔茨瓦特才制成了一台实用的燃气涡轮机，但由于制造工艺的局限性，效率太低、可靠性太差，无法得到推广；20世纪30年代瑞士研制了地面发电用燃气涡轮机，德国和英国分别研制了航空用燃气涡轮机；二战结束后，随着空气动力学、燃烧学的逐步完善，高性能材料的出现，加工工艺的进步，燃气涡轮机得到了迅猛的发展和推广应用。
目前，燃气涡轮机的主要应用范围为：几乎所有的大、中型飞机（含巡航导弹），大部分军用船舶，部分火电站，少量无轨动力车辆（如坦克）、商用船舶和火车。
其中，船舶用燃气涡轮机一般为航空涡轮发动机改型，发电用燃气涡轮机一般为专门研制。
燃气涡轮机内部的空气流动和燃烧过程十分复杂，研制过程中需要借助大量的试验，并且燃气涡轮机对材料和制造工艺的要求十分苛刻，因此，燃气涡轮机的研制成本和门槛非常高，只有少数工业强国能够独立研制，其中最具代表的航空涡轮发动机，更是被称为“工业皇冠上的明珠”。
五、常见热机的应用更替随着几种热机的出现和发展，火电站、船舶、飞机的动力装置也不断变化，下面介绍其更替过程。
1.火电站火电站对热机的要求是：单机功率大、经济性好、连续运转能力强，对热机的尺寸、重量和噪声，没有过多的要求。
火电站一开始毫无疑问使用蒸汽机，蒸汽轮机于19世纪末出现，相比蒸汽机，蒸汽轮机的优势十分明显，单机功率大、运行平稳、效率高、寿命长，且无明显缺点，因此，蒸汽轮机迅速取代蒸汽机，成为火电站的动力装置，到20世纪20年代，大型火力发电站已基本全部使用蒸汽轮机。
二战后，随着燃气涡轮机的发展，以及人类对环境和能耗的愈发重视，燃气涡轮机和燃蒸联合循环动力装置开始大量进入火电站。
其中，燃气涡轮机启动快、尺寸小，但单机功率偏小，主要是作为调峰用；燃蒸联合循环动力装置，即燃气涡轮机后面接一蒸汽轮机，进一步利用燃气涡轮机的尾气热量，作为蒸汽轮机的热能来源，该动力装置的热效率可达60%，远超蒸汽轮机（约40%），因此大量新建电厂使用燃蒸联合循环动力装置。
尽管如此，蒸汽轮机由于其单机功率巨大、燃料要求低的优点，仍是火电站的主要动力装置。
2.船舶船舶对热机的要求比火电站要苛刻：功重比大、经济性好、可靠性高、尺寸小、噪声小，当然，不同类型的船舶，偏重也不同。
船舶最初使用的热机无疑也是蒸汽机，活塞内燃机出现后，开始取代蒸汽机，但由于活塞内燃机的功率限制，这种取代仅限于小型船舶；和火电站类似，蒸汽轮机一出现，即开始在大型船舶领域侵吞蒸汽机的市场，到20世纪30年代，大型船舶领域已被蒸汽轮机统治。
20世纪30年代到60年代，大型船舶主要使用蒸汽轮机，小型船舶和常规动力潜艇主要使用柴油机。
但是之后，随着燃气涡轮机的崛起和大功率柴油机（目前可达80MW）的研制成功，蒸汽轮机在大型船舶的应用被大大压缩。
目前，所有核动力军用船舶、少量大型常规动力军用船舶、少量商用船舶（主要是LNG 船）使用蒸汽轮机作为动力；大部分大型常规动力军用船舶、少量商用船舶、少量小型军用船舶使用燃气涡轮机或燃蒸联合循环动力装置作为动力；大部分商用船舶和小型军用船舶使用柴油机作为动力；部分大型常规动力军用船舶，为兼顾全速航行时的大功率和巡航时的经济性，采用联合动力装置，包括蒸汽轮机+燃气轮机，柴油机+燃气轮机等。
3.飞机飞机对热机的要求最为苛刻：功重比大、可靠性高、安全性好、尺寸小，并且随着技术的发展，对经济性和噪音的要求也越来越高。
飞机在1903年出现时，活塞内燃机已比较成熟，理所当然成为飞机的动力装置，1940年前后，德国和英国率先发明航空涡轮发动机，当时为涡喷发动机，由于航空涡轮发动机的先天优势太过明显，目前已完全占领大型飞机领域，部分小型飞机也使用航空涡轮发动机，并发展出了涡扇发动机、涡桨发动机、涡轴发动机和桨扇发动机。
但由于活塞内燃机的热效率更高，制造成本更低，其仍在小型飞机领域占有一席之地。
六、其它类型热机除上述四种常见热机，还有几种不太常见的热机，包括斯特林发动机、核动力喷气机、冲压发动机、火箭发动机、脉冲喷气发动机，本文简单介绍斯特林发动机和核动力喷气机。
斯特林发动机——英国人斯特林于1816年发明斯特林发动机，俗称“热气机”，属外燃机，工质为腐蚀性较弱的氦气、氢气等。
斯特林发动机在理论上非常完美，效率可无限接近100%，但制造工艺和控制手段过于复杂，因此在相当长的时间内，无法得到推广，随着制造工艺的进步，西方发达国家已经研制了多型斯特林发动机，作为潜艇的动力。
核动力喷气机——冷战时期，美国和苏联都曾经尝试研制核动力喷气机，把燃气涡轮机的燃烧室，换成核反应堆，空气经压气机压缩后，流经核反应堆加热，然后驱动涡轮，最后从喷管喷出。
原理并不复杂，制造上也可行，但是风险太大，导致美苏尚未进行过飞行试验，即先后放弃。
七、热机的前景众所周知，化石燃料是不可再生能源，随着化石燃料越来越少，在可预见的未来，笔者对热机的发展趋势进行了大胆的预测：a)大型船舶使用核动力，小型船舶使用电力或斯特林发动机；b)大部分发电站使用核动力，少量发电站使用水力、太阳能等；c)地面车辆和地面设备使用电力，活塞内燃机仅作为辅助或备用；d)大型飞机将使用燃烧合成燃料的燃气涡轮机，小型飞机使用电力。