热机的机械效率公式为:η = W有用 / W总。其中,W有用表示有效功,即热机输出的机械功;W总表示总功,即燃料燃烧释放的热量。热机的机械效率反映了热机中机械功的产生效率,即输出机械功与输入总功之比。
另外,对于内燃机(汽油机、柴油机等)来说,还有另外一种机械效率的计算公式:η = Q有效 / Q总。其中,Q有效表示有效热值,即内燃机燃烧所释放的有效热量;Q总表示总热值,包括有效热值和散热损失等。这个公式考虑了热机中的散热损失,因此更为全面。
热机的机械效率公式为:η = (Q有用 / Q总) × 100%。其中,Q有用表示热机有效利用的热量,Q总表示热机消耗的总热量。
下面是一个例题,展示了如何使用热机的机械效率公式:
假设有一个汽油发动机,其有效功率为100kW,消耗了1kg汽油(热值为43MJ/kg)。请计算该发动机的机械效率。
首先,我们需要确定Q有用和Q总的具体数值。发动机的有效功率P = 100kW,即100000W。由于热机是将燃料的化学能转化为机械能的装置,因此Q有用 = P × t,其中t是时间。假设发动机以10s的时间工作,那么Q有用 = P × t = 100000W × 10s = 1x10^6J。
接下来,我们需要知道汽油完全燃烧放出的热量。已知汽油的质量为m = 1kg,热值为q = 43MJ/kg,因此Q总 = mq = 1kg × 43MJ/kg = 4.3x10^6J。
最后,将Q有用和Q总代入机械效率公式η = (Q有用 / Q总) × 100%中,可得η = (1x10^6J / 4.3x10^6J) × 100% ≈ 23%。
所以,这个汽油发动机的机械效率大约为23%。