第 10 章 第 4 节 热机的效率

料，遍布城市各处的“煤气包”也陆续退出历史舞台。

通常情况下，体积相同的煤气和天然气完全燃烧，天然气放出的热量比煤气放出的热量多。研究发现，质量或体积相等的不同燃料，在完全燃烧时所放出的热量一般不同。

在物理学中，把某种燃料完全燃烧时放出的热量 Q 与燃料质量 m 之比，叫做这种燃料的热值（heat value），用 q 表示，单位是焦/千克，符号是 J/kg。热值 q 可表示为

\[q = \frac{Q}{m}\]

所以，燃料完全燃烧放出的热量 Q = mq。

气态燃料的热值也可以用 1 个标准大气压、0℃ 时，气体完全燃烧时放出的热量与其体积之比来表示，单位是焦/米³，符号是 J/m³。表 10–4–1 是一些常见燃料的热值。

效率很低，只有 6% ~ 15%。内燃机中的燃料与空气充分混合后在气缸内燃烧，效率普遍高于蒸汽机。目前，汽油机的效率一般可达  20% ~ 30%，柴油机的效率则可达 30% ~ 45%。

热机的效率是热机性能的重要指标，在做功相同的情况下，热机的效率越高，燃料的消耗越少。高效率、低油耗热机的研制是现代科技的一个重要方向。

热机的使用对环境有何影响？

第一次工业革命以来，热机的大量使用使人类摆脱了繁重的体力劳动，促进了生产力的发展。但是热机工作时所排放的废气中含有二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳等多种气体，会对环境产生一定程度的破坏。二氧化硫与氮氧化物排放在大气中形成酸雨（图 10–4–5）。二氧化碳及大量热量通过废气排入空气中，导致温室效应加剧、全球气候变暖。

为此，我国不断提升机动车污染物排放标准，促进热机技术升级。与此同时，大力发展公共交通系统，鼓励公众绿色环保出行，倡导节能减排的生活方式。