熱機的機械效率公式為:η = W有用 / W總。其中,W有用表示有效功,即熱機輸出的機械功;W總表示總功,即燃料燃燒釋放的熱量。熱機的機械效率反映了熱機中機械功的產生效率,即輸出機械功與輸入總功之比。
另外,對于內燃機(汽油機、柴油機等)來說,還有另外一種機械效率的計算公式:η = Q有效 / Q總。其中,Q有效表示有效熱值,即內燃機燃燒所釋放的有效熱量;Q總表示總熱值,包括有效熱值和散熱損失等。這個公式考慮了熱機中的散熱損失,因此更為全面。
熱機的機械效率公式為:η = (Q有用 / Q總) × 100%。其中,Q有用表示熱機有效利用的熱量,Q總表示熱機消耗的總熱量。
下面是一個例題,展示了如何使用熱機的機械效率公式:
假設有一個汽油發動機,其有效功率為100kW,消耗了1kg汽油(熱值為43MJ/kg)。請計算該發動機的機械效率。
首先,我們需要確定Q有用和Q總的具體數值。發動機的有效功率P = 100kW,即100000W。由于熱機是將燃料的化學能轉化為機械能的裝置,因此Q有用 = P × t,其中t是時間。假設發動機以10s的時間工作,那么Q有用 = P × t = 100000W × 10s = 1x10^6J。
接下來,我們需要知道汽油完全燃燒放出的熱量。已知汽油的質量為m = 1kg,熱值為q = 43MJ/kg,因此Q總 = mq = 1kg × 43MJ/kg = 4.3x10^6J。
最后,將Q有用和Q總代入機械效率公式η = (Q有用 / Q總) × 100%中,可得η = (1x10^6J / 4.3x10^6J) × 100% ≈ 23%。
所以,這個汽油發動機的機械效率大約為23%。