热机效率的两种形式——燃料燃烧放出热量被吸收

在利用燃料燃烧提供热量的过程中，燃料燃烧释放的热量，在被利用时只有少部分被利用，更多的热量因不完全燃烧没有放出，因散失到环境中而未被利用等多种原因损失掉了。

被我们有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率：

Q吸就是被加热的物体吸收的热量，用比热容公式的变形式Q吸=cm△t计算得出；Q放就是燃料完全燃烧放出的热量，用热值公式的变形式Q放=mq或Vq计算得出。在实际应用中主要场景如下例题：

例1：小明家利用燃气灶烧水，把质量为1kg的20℃的水烧开（在标准大气压下）。

（1）在此过程中水需要吸收多少热量？

（2）通过观察煤气表得知消耗了0.01m3的燃气，如果燃气的热值为4.0×J/m3，烧水时的热利用率是多少？

解析：（1）一标准大气压下水的沸点为℃，在此过程中水需要吸收的热量是：

Q吸＝cmΔt＝4.2×J/（kg?℃）×1kg×（℃﹣20℃）＝3.36×J。

（2）燃气完全燃烧放出的热量：Q放＝qV＝4.0×J/m3×0.01m3＝4×J；

热机效率的两种形式——燃料燃烧放出热量转化为机械能

内燃机中的燃料很显然是不能完全燃烧的，就算完全燃烧了，放出的能量也没有被全部有效利用，能量都去哪里了？从图中可以看出燃料在内燃机中燃烧产生的热量，只有转化为了汽车机械能的那部分被我们有效利用，放出的其他的能量也都散失、克服摩擦力等原因浪费掉了。

计算内燃机一类的热机效率时，对我们有用的那部分能量做的功是有用功W有，有用功可以根据题目中给出的结合匀速直线运动的条件确定，如汽车在匀速直线运动，已知阻力大小就相当于知道了牵引力大小，再结合做功公式W=Fs，即可得出有用功；或者是已知有用功的功率（牵引力的功率），结合功率公式W=pt，也可以得出有用功。至于Q放则可利用热值公式的变形式Q放=mq或者Q放=Vq进行计算。

例2：某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km,受到的平均阻力是3×N，消耗燃油1.5L（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ=0.8×kg/m3，热值q=4×J/kg,求：

（1）专用车牵引力所做的功；

（2）燃油放出的热量；

（3）该专用车的热机效率。

解析：（1）因为汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力：F＝f＝3.0×N，

牵引力所做的功：W＝Fs＝3.0×N×5.6×m＝1.68×J。

（2）消耗燃油的质量：m＝ρV＝0.8×kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.2kg，

燃油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝1.2kg×4×J/kg＝4.8×J。