导语：沪科版物理第十三章第四节《热机效率和环境保护》注解

燃料的热值

能量的转化：

燃料燃烧的过程是化学能（在化学反应中产生的一种能源，燃烧就是化学反应）转化成内能的过程。

结合热机，我们把能量的转化梳理一下：燃料的化学能在燃烧过程转化成内能，释放的内能在做功冲程又转化为活塞（机械）的机械能（这里指动能）

热值：定义：人们把某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。用字母q表示。公式：q=Q/m。单位：是热量和质量的组合单位，记作：J/㎏，读作：焦耳每千克。物理意义：以干木柴为例，就是，1千克的干木柴完全燃烧释放的热量为1.2×10³焦耳。（需要表达清楚哪种物质，单位质量1kg，完全燃烧，热量的多少）特性：热值是物质（特指燃料）的另一种特性，用来反应燃料燃烧释放热量的能力！既然是燃料的特性，所以与消耗的质量多少，释放的热量的多少，都没有关系，只与燃料的种类有关！（讲比热容时，我们类比了金箍棒，这里同样适用，便于我们理解）

如上图，干木柴、煤球、液化气释放热量的能力是不同的，即热值是不同的，所以需要消耗的质量也不同！

注意：1.如果是气体燃料，我们一般用消耗的体积来衡量热值，即燃料完全燃烧放出热量与消耗燃料的体积之比，单位：J/m³。

2.热值实际上是一个理想状态，即要求完全燃烧，而在实际中，燃料并不能达到完全燃烧。不能燃烧的部分，物理学上，称为能量的损失，这就是下面的效率问题问题。

热机效率

效率问题，对我们并不陌生，但学生们总是把效率跟功率混淆，还是没有深入理解两个概念。在这里我想把两个概念用类比法更通俗的解释一下。

功率跟我们八年级学的速率（即速度）定义相似。速率用来表示物体运动的快慢，是物体一段时间通过的路程与通过这段路程所用时间的比值。而功率用来表示物体做功的快慢，是物体做功的多少与做功所用的时间的比值。效率：我们八年级学习了机械效率，大小等于有用功与总功的比，热机效率也可以这么理解。

而我在上课的时候，喜欢让同学们类比成活率，这是小学的数学题。效率，成活率实质上就是一个百分数。种植了1000棵树，活了800棵，成活率就是百分之八十，80％。热机效率，那就找到总能源是多少，从哪儿来，这些能源到哪儿去了，有什么用途，哪些是对人有用的，称为有用功。哪些对人是无用的，无用的部分我们称为额外功或者能量损失。

如图，能量来源于燃料的燃烧，所以燃料燃烧释放的热量就为总能量（这里指理想状态，即完全燃烧），而能量的去处有五个，其中只有在做功冲程中转化成的机械功是有用的。那么发动机的机械功与燃料完全燃烧释放的热量的比值即为热机效率！公式：η=W/Q×100％。

锅炉效率

参照热机能量走向图，我画了一个锅炉的能量走向图

如图，燃料完全燃烧释放的热量为总能量，被水吸收的热量即为有用的热量，其他都是对人无用的，称为热量损失。

公式记为：η=Q吸/Q放×100％。其中，Q放为燃料完全燃烧释放的热量；Q吸为水吸收的热量！

提高热机效率的方法

使燃料粉末化，液化，气化提高燃烧率。把握点火时间。使用润滑油减小机械间的摩擦。改进机械，减少机械传动。

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