有关热量和热机效率的计算(热机效率和能量利用率)

马路上跑的汽车、家里用的热水壶、学校食堂用的大电饭锅都是'tabindex='0'style='font-size:100%；display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='#x22C5;#x22C5;#x22C5;#x22C5;#x22C5;#x22C5;#x22C5;'角色='演示文稿'\cdot\cdot\cdot\cdot\cdot\cdot\cdot

正如我们所知，这些机械器具都与热有关。汽车使用的汽油机通过汽油燃烧产生热量，带动飞轮旋转；

热水壶利用电流将功转化为热量，从而被水吸收；

电饭锅也是利用电流来产生热量，从而达到使用的目的。

显然，这些热机在使用过程中，都会涉及到一个效率问题，就是热机的效率。简单来说，对于用户来说，转化的热量越多，热机效率一般就越高。那么热机效率会等于1吗？也就是说，所有其他形式的能量都转化为热量，并且所有这些热量都被利用了？

其实我们之前就已经接触过一个效率——机械效率，如下：

托马斯：对100%的执着追求——机械效率0赞·1条评论文章那么对于热机的效率来说，这个效率和机械效率有什么异同呢？热机效率有哪些独特的特性？

本文将让您深入了解热机的效率。赶紧准备一个小板凳，听我的讲解。

一、热机效率

热机效率，顾名思义，是指各种热机将热能转化为其他形式的能量的能力，或者将其他形式的能量转化为热能的能力。

热机的效率越高，转换能力越强。

二、热机效率的计算

无论是机械效率还是热机效率，其本质都是“效率”。那么，既然是“效率”，那么它的计算公式无非就是：

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'数据数学='#x03B7;=W#x6709;#x7528;W#x603B;=Q#x5438;Q#x653E;'role='presentation'有用的总吸和释放eta=W有用W总计=Q吸Q释放\eta=\frac{W_{有用}}{W_{total}}=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}

用文字表达就是有用功与总功的比值；有用功占的越多，热机的计算效率就越高，即总功转化为有用功就越多。

其中，在我们实际计算中，经常使用有用功和总功的计算公式如下：

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'数据数学='W#x6709;#x7528;=Q#x5438;=c#x22C5;m#x22C5;#x0394;t'角色='演示'有用吸W有用=Q吸=cmtW_{有用}=Q_{吸}=c\cdotm\cdot\Deltat

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='W#x603B;=Q#x653E;=m#x22C5;q'角色='演示'总投入W总=Qput=mqW_{total}=Q_{put}=m\cdotq

三、热机效率的计算举例

示例问题如下：

解决办法：（1）rame'tabindex='0'style='font-size:100%；display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='0.5m3'role='presentation'0.5m30.5m^{3}天然气完全燃烧放出的热量：

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='Q#x653E;=m#x22C5;q=V#x22C5;q=0.5m3#x00D7;7.0#x00D7;107J/m3=3.5#x00D7;107J'角色='演示'PutQPut=mq=Vq=0.5m37.0107J/m3=3.5107JQ_{Put}=m\cdotq=V\cdotq=0.5m^{3}\times7.0\times10^{7}J/m^{3}=3.5\times10^{7}J

(2)水吸收的热量：

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='Q#x5438;=c#x22C5;m#x22C5;#x0394;t'角色='演示'吸力Q吸力=cmtQ_{吸力}=c\cdotm\cdot\Deltat

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='=4.2#x00D7;103J/(kg#x22C5;#x2103;)#x00D7;100kg#x00D7;50'角色='演示'=4.2103J/(kg)100kg50=4.2\times10^{3}J/\left(kg\cdot\right)\times100kg\times50

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='=2.1#x00D7;107J'角色='演示'=2.1107J=2.1\times10^{7}J

(3)燃气灶的效率为：

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'数据数学='#x03B7;=W#x6709;#x7528;W#x603B;=Q#x5438;Q#x653E;'role='presentation'有用的总吸和释放eta=W有用W总计=Q吸Q释放\eta=\frac{W_{有用}}{W_{total}}=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='=2.1#x00D7;107J3.5#x00D7;107J'角色='演示'=2.1107J3.5107J=\frac{2.1\times10^{7}J}{3.5\times10^{7}J}

=60%

好了，关于热机效率的解释就到此为止。如果您有什么不明白或不知道的地方，或者有好的意见或建议，请留言或私信。谢谢你们。