问：

汽油直接燃烧转化出的热能和汽油在发动机里燃烧转化出的热能是否一样多？

这是个挺有意思的问题，假设汽油的热值不变（KJ/KG），那么直接燃烧掉一公斤的汽油所产生的热能就是KJ；把这些汽油放到发动机里去燃烧，产生的热能理论上也应当是KJ，这是不会变的。但是这个假设本身就是错误的，首先直接燃烧汽油的目的什么，是把热能转化成哪种能量呢？就算只用来烤火吧。而发动机是将燃烧产生的热能转化为机械能的机器，这不是同一个概念，热能是内能，机械能是动能和势能的和。

从这个角度分析的话，内燃机燃烧燃油转化出的热能会比直接燃烧来得少，但转化为其他概念的能量的总和还是一样的；能量不是减少也不会增加，能量是守恒的。

热效率是什么概念呢？

燃油车之所以避免不了被淘汰的命运，核心因素包括化石燃料不可再生和排放问题，同时也有效率太低的缺点，如果效率足够高最起码不会那么快的被淘汰！要知道燃油车真正的普及也就百十年而已。可是每年消耗的石油可以填满很多湖泊······究其原因就是热效率太低，或者理解为热能的传导。

热力学第二定律说明热能会从高温物体传导至低温物体，燃油车的内燃式发动机是金属材质，在熄火的时候摸起来和气温相同，气温稍低摸起来就会“冷冰冰”；那么在启动发动机开始运转之后，燃油燃烧产生的热能就会有相当一部分传导至机体材料上。材料很容易“热饱和”，过多的热能会让材料熔化，所以还必须为发动机设定出冷却系统；外部为风冷、内部为水冷，电子扇往后吹就是用来给机体由外至内的降温，冷却液循环到机体内吸收热能、到水箱里降温，者都会浪费热能。

其次则是进排气压力和机体结构磨损的损耗，结果导致内燃机的热效率普遍不足40%。

各大车企公布的热效率都只能作为参考，因为要实现该效率需要发动机达到理想的运行温度，并且稳定在某个很窄的转速区间内运行，高于或低于该转速都会让热效率大幅降低；就算平均热效率能达到30%吧，内燃机燃烧的汽油等于浪费了“七成的能量”。所以燃油车的能耗非常之高，石油的消耗才会想大江大河汇入大海一样夸张。

也许这个数据还不足够有说服力，那就看看电机吧，这种发动机的效率很高，目前有峰值达到97%的永磁同步电机。

1Loil≈3kwh，也就是一升油的能量约等于三度电；普通中型轿车的平均油耗会在10L/km上下，电驱同级车的平均电耗可低至15~20kwh/km，这就相当于5.0~6.6L/km，算上损耗还要比燃油车的能耗低很多。究其原因则在于电流转化的电磁场不会受到温度、进排气等因素的影响，当然本就不需要进排气，冷却损耗的热能等于“废能”。所以高效率的电机才能够取代内燃机，燃油车输就输在发动机上。

不过现阶段内燃机还可以用于增程式或插混汽车上，以相对恒定且偏低的速度运转，其产生的机械能转化的电能就足够车辆正常驾驶，耗油量可以大幅降低。

编辑：天和Auto-汽车科学岛

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