【人们把什么叫做热机的效率】热机是将热能转化为机械能的装置，广泛应用于汽车发动机、蒸汽机、燃气轮机等。在热力学中，衡量热机性能的一个重要指标就是“热机效率”。那么，人们把什么叫做热机的效率呢？下面将从定义、计算方式以及典型热机的效率进行总结。
一、热机效率的定义
热机效率是指热机在工作过程中，将输入的热量转化为有用功的比例。换句话说，它是衡量热机将热能转换为机械能的能力的指标。
热机效率通常用η（希腊字母“eta”）表示，其数学表达式为：
$$
\eta = \frac{W}{Q_{\text{in}}}
$$
其中：
- $ W $ 是热机对外输出的净功；
- $ Q_{\text{in}} $ 是热机从高温热源吸收的热量。
二、热机效率的计算方式
根据热力学第二定律，热机效率永远小于100%，因为总有一部分热量会损失到低温热源中。常见的热机效率计算方法包括：
| 计算方式 | 公式 | 说明 |
| 热量差法 | $ \eta = \frac{Q_{\text{in}} - Q_{\text{out}}}{Q_{\text{in}}} $ | 通过输入热量与输出热量之差计算效率 |
| 温度比法 | $ \eta = 1 - \frac{T_{\text{cold}}}{T_{\text{hot}}} $ | 适用于卡诺循环，基于高温和低温热源温度计算最大理论效率 |
三、常见热机的效率范围
不同类型的热机由于设计、材料和技术的不同，其效率也各不相同。以下是一些常见热机的效率范围：
| 热机类型 | 效率范围 | 说明 |
| 汽油发动机 | 20% - 35% | 汽车常用发动机，效率较低 |
| 柴油发动机 | 30% - 45% | 相对汽油机更高效 |
| 蒸汽机 | 10% - 20% | 古老技术，效率较低 |
| 卡诺热机 | 理论最大值 | 仅在理想条件下存在，受温度限制 |
| 燃气轮机 | 30% - 50% | 多用于发电和航空推进系统 |
四、总结
人们把热机在工作过程中，将输入的热量转化为有用功的比例称为热机的效率。它是衡量热机性能的重要指标，反映了热能转化为机械能的效率高低。实际热机效率通常低于理论最大值，且受到多种因素影响，如热源温度、工作物质、摩擦损耗等。了解热机效率有助于优化能源利用，提高设备性能。
表格总结：
| 项目 | 内容 |
| 定义 | 热机将输入热量转化为有用功的比例 |
| 公式 | $ \eta = \frac{W}{Q_{\text{in}}} $ 或 $ \eta = 1 - \frac{T_{\text{cold}}}{T_{\text{hot}}} $ |
| 最大效率 | 理论上限由卡诺定理决定，永远小于100% |
| 常见效率 | 汽油机20%-35%，柴油机30%-45%，蒸汽机10%-20% |
通过以上内容可以看出，热机效率不仅是热力学研究的核心问题之一，也是工程实践中提升能源利用率的关键参数。
