物理学中的热效率公式主要包括以下几种:
1. 热效率等于有效利用的热量与燃料完全燃烧释放的热量之比,用公式表示为:η = Q有效 / Q总。
2. 对于热机,热机效率等于输出功与输入功之比,用公式表示为:η = W有 / (Q放 × 100%)。
3. 对于卡诺热机,其热效率等于在高温热源与低温热源温度之间工作的卡诺热机的效率,用公式表示为:η = 1 - T2 / (T1 + T2)。
此外,还有热力学中的热效率计算公式,包括理想气体等温吸热过程的热效率计算公式、理想气体绝热过程的热效率计算公式等。
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热效率公式:$\eta = \frac{Q_{吸}}{Q_{总}}$,其中$\eta$表示热效率,$Q_{吸}$表示物体吸收的热量,$Q_{总}$表示燃料完全燃烧释放出的热量。
例题:假设在一个密闭的容器中,有一杯热水(假设为100℃)和一个常温的冷水(假设为20℃)进行热交换。已知热水质量为m_{水1}克,冷水质量为m_{水2}克,已知水的比热容为c_{水}焦/(克·℃),求热效率。
根据热效率公式,可得:
$\eta = \frac{Q_{吸}}{Q_{总}} = \frac{Q_{水1} - Q_{水2}}{Q_{水总}} = \frac{m_{水1}c_{水}(t_{1} - t_{2})}{m_{水1}c_{水}t_{1} + m_{水2}c_{水}t_{2}}$
其中,$Q_{吸}$表示物体吸收的热量,$Q_{总}$表示燃料完全燃烧释放出的热量。在这个例子中,热水吸收的热量为$m_{水1}c_{水}(t_{1} - t_{2})$焦耳,冷水吸收的热量为$m_{水2}c_{水}(t_{2} - t)$焦耳,总热量为$m_{水1}c_{水}t_{1}$焦耳。
因此,热效率为:$\eta = \frac{m_{水1}c_{水}(t_{1} - t_{2})}{m_{水1}c_{水}t_{1} + m_{水2}c_{水}(t - t_{2})}$。
需要注意的是,这个例子是一个理想化的模型,实际应用中需要考虑更多的因素,如容器壁的热传导、热量的散失等。