工作于130℃和30℃两热源之间的热机最大效率为?

根据卡诺热机效率公式 ηC = 1 - T2/T1，可以得出该热机的最大效率为：

ηC = 1 - (30°C)/(130°C)

ηC ≈ 0769

也就是说，该热机的最大效率大约为 769%。需要注意的是，这只是一个理论上的最高效率值，实际应用中的热机由于各种因素的影响，通常达不到这个水平。

1热机的发展史

热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器热机在人类生活中发挥着重要的作用现代化的交通运输工具都靠它提供动力热机的应用和发展推动了社会的快速发展，也不可避免地损失部分能量，并对环境造成一定程度的污染热机是利用内能来做功的机器 凡是能够利用燃料燃烧时放出的能来做机械功的机器就叫做热机热机的工作原理：由内能通过做工转化为机械能（例：酒精燃烧，化学能转化为内能，热量传给水，水沸腾将瓶塞顶出去，水蒸气的一部分内能转化为瓶塞的机械能）热机的四个冲程：吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程热机的发展史：蒸汽机→蒸汽轮机→内燃机→喷气发动机→火箭发动机。

2热机的发展历程

热机的发展

“蒸汽机是一个真正的国际发明，而这个事实又证实了一个巨大的历史进步。”

1695年，法国人巴本第一个发明蒸汽机，但操作不便，不安全。

1705年，钮科门和科里制造了新蒸汽机，有一定实用价值，但用水冷却气缸，能量损失很大。

1769年，英国技工瓦特改进了钮科门机，加了冷凝器，使机器运作由断续变连续，从而蒸汽机的使用价值大大提高，导致了欧洲的工业革命。

1785年，热机被应用于纺织。

1807年，热机被美国人富尔顿应用于轮船，1825年被用于火车和铁路。

3热机的发展史

外燃机是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机，因它是在1816年为苏格兰的R斯特林所发明，故又称斯特林发动机。新型外燃机使用氢气作为工质，在四个封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸一端为热腔，另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀做功。燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质不直接参与燃烧，也不更换。

由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题，从而实现了高效律、低噪音、低污染和低运行成本。外燃机可以燃烧各种可燃气体，如：天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等，也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料，还可以燃烧木材，以及利用太阳能等。只要热腔达到700℃，设备即可做功运行，环境温度越低，发电效率越高。该公司提供的STM4-120型25kW级机组的发电效率为296%，大大高于同容量的内燃机。外燃机最大的优点是出力和效率不受海拔高度影响，非常适合于高海拔地区使用。

该设备目前有三种型号可供选择，"热电联产"型、"太阳能-外燃混合发电"型、"余热利用"型，以及车用型和流动现场电源。

内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。

4热机的发展史

热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器

热机在人类生活中发挥着重要的作用。现代化的交通运输工具都靠它提供动力。热机的应用和发展推动了社会的快速发展，也不可避免地损失部分能量，并对环境造成一定程度的污染。

热机是利用内能来做功的机器。

凡是能够利用燃料燃烧时放出的能来做机械功的机器就叫做热机。热机的工作原理：由内能通过做工转化为机械能。（例：酒精燃烧，化学能转化为内能，热量传给水，水沸腾将瓶塞顶出去，水蒸气的一部分内能转化为瓶塞的机械能。）

热机的四个冲程：吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。

热机的发展史：

蒸汽机→蒸汽轮机→内燃机→喷气发动机→火箭发动机

5热机的历史及定义

热机是吸收热能并将其中一部分转换为机械功向外输出的原动机。公元一世纪，亚历山大·希罗就设计出了蒸汽机的原型机。

1698年，汤姆斯·萨威利制成了蒸汽机抽水机。

1712年，英国人汤姆斯·牛考门改进了的蒸汽机，牛考门蒸汽机效率非常低，只能用于煤矿排水。

1764年，英国人詹姆斯·瓦特在修理一台牛考门蒸汽机时，对这种机器发生了兴趣。对牛考门机进行了非常重要改进，制成了第一台有实用价值的蒸汽机。瓦特不是第一个发明蒸汽机的人。瓦特所做的第一项重大革新就是增加一个独立的凝汽室，于1769年获得专利权。他还使蒸汽缸与外界绝缘，又于1782年发明了双动发动机。连同一些较小的革新一起，这些发明使蒸汽机的效率至少提高了四倍。实际上效率的提高意味着一台华而不实的装置与一台有巨大工业价值的机械之间的差别。1781年，瓦特还发明了一套齿轮，从而使蒸汽机的往复运动变换成为旋转运动。这套齿轮使蒸汽机的用途增多。瓦特又发明了自动调节蒸汽机运转速度的离心式调速器（1788年）、压力计（1790年）、计数器、示功器、节流阀以及许多其他仪器。瓦特本人没有很好的经商头脑。但是他在1775年同一个非常能干的商人、工程师马娄·布尔顿合股成立了一个瓦特—布尔顿公司。该公司生产了大量的蒸汽机，两个股东也都成了富翁。对蒸汽机的重要性无论怎样估计都不为过分。当然在工业革命中出现了许多其他发明，如在采矿，冶炼和许多工业机械等方面都有所发明。其中的几项发明如滑轮梭子（约翰·凯，1733年）和勒尼纺纱机（詹姆斯·哈格瑞夫斯法，1764年）皆出在瓦特着手之前。其他发明中的大多数只代表了小改小革，没有哪一项能单独地对工业革命起举足轻重的作用。然而蒸汽机则不同，它起着关键性的作用，没有它，工业革命就会面目全非。在它之前虽然风车和水轮有一定的用途，但是主要的动力源一向是人的肌体，这个因素严重地限制了工业生产力。随着蒸汽机的发明，这条限制消除了。现在有了可供生产使用的巨大能量，生产也就随之有了巨大的增长。1973年禁运石油使我们认识到缺乏能量会多么严重地阻碍工业的发展，这个经历会使我们粗浅地认识到瓦特的发明对工业革命的重要意义。蒸汽机除了作为工厂动力来源外，还有许多其他重要的应用。1783年马贵斯·朱费罗伊·达班斯成功地使用蒸汽机驱动船的航行。1804年理查德，特利维西克制造出第一台蒸汽机车。不过这两种机型从经济上来看都不是成功的。然而数十年之内，轮船和铁路使水陆交通都发生了革命。在历史上，工业革命与美国革命和法国革命几乎是同一时期出现的。虽然人们当时似乎对工业革命认识不清楚，但是今天我们可以看出它对人类日常生活的作用显然要比那两场伟大政治革命都重要得多。因此，詹姆斯·瓦特是历史上最有影响的人物之一。

1824年，法国人卡诺（Sadi Carnot）发表了热力发动机的经典理论——卡诺循环原理。

1876年，德国人奥托（Nicolaus Auguest Otto）发明了四冲程煤气机。压缩比约为25，其热效率为10~12%,

1883年，法国人达木烈尔（G·Daimler）制成了用热管点火的立式汽油机，在当时内燃机的最高转速也只不过200r/min，而他制作的汽油机竟达到1000r/min,1887年该机装在汽车上使用。

1890年，德国人奔驰（K·Benz）也在研究高速内燃机。他发明了电火花点火法，使汽油机达到了与现今车用汽油机几乎相同的型式，高速机获得了迅速地发展。

1897年，德国人鲁道夫·狄赛尔（Rudorf·Diesel）发明了压燃式柴油机。该机在当时达到了转速为172RPM，发出147kW，热效率达262%，这在当时是最高的热效率了。

1926年，有人设计出利用排气能量将进气压缩的废气涡轮增压器，但由于当时未能制造出性能良好的增压器而使增压技术多年得不到普及和推广。第二次世界大战后，随着人们对废气涡轮的研究，在耐热材料和压气机方面取得了显著的进展。1950年左右起，才开始在柴油机上采用增压方式。而如今的船用柴油机几乎已达到“无机不增压”的程度，因为增压可以使功率提高1-3倍！

6什么叫做热机

把内能转化为机械能做功的机器热机热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器热机在人类生活中发挥着重要的作用现代化的交通运输工具都靠它提供动力热机的应用和发展推动了社会的快速发展，也不可避免地损失部分能量，并对环境造成一定程度的污染热机的发展史：蒸汽机→蒸汽轮机→内燃机→喷气发动机→火箭发动机内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机，我们先来了解汽油机一、汽油机：用汽油作燃料的内燃机 1构造 进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能其余三个冲程消耗飞轮的机械能来完成二、柴油机：用柴油作燃料的内燃机热机效率①凡是能够利用燃料燃烧时放出的能来做机械功的机器就叫做热机②热机在工作过程中，发热器（高温热源）里的燃料燃烧时放出的热量并没有全部被工作物质（工质）所吸收，而工质从发热器所得到的那部分热量也只有一部分转变为机械功，其余部分随工质排出，传给冷凝器（低温热源）工质所作的机械功中还有一部分因克服机件摩擦而损失根据热机的工作特点，下面对热机中热量的利用和损耗情况作一说明燃料的燃烧效率：是指工质从发热器得到的热量和燃料燃烧时放出热量的比，如果用ηC表示，燃料燃烧效率可写成ηC=Q1/Q热机的热效率：是指热机工作部分中转变为机械功的热量和工质从发热器得到的热量的比如果用ηt表示，则有ηt=W/ Q1=( Q1-Q2) / Q1=1- Q1/ Q2从式中很明显地看出Q1越大，Q2越小，热效率越高，这是热机效率中的主要部分，它表明了热机中热量的利用程度热机的机械效率是指推动机轴做功所需的热量和热机工作过程中转变为机械功的热量的比，如果用ηm表示，则有ηm=Q3/(Q1-Q2)等。

7《内能与热机》复习知识点

第十四章 《内能与热机》141认识内能1内能：在物理学中，把物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能一切物体在任何情况下都具有内能内能的单位是焦（J）2影响内能大小的因素之一是：温度，温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子动能越大，物体的内能也越多这说明，同一物体的内能是随温度的变化而变化的3改变物体内能的方法是：①做功；②热传递 这两种方式对于改变物体的内能是等效的4对物体做功，物体的内能增大，温度升高；物体对外做功，自身内能减小，温度降低5热传递发生的条件是：两个物体有温度差；热传递的方式有：传导、对流和辐射；发生热传递时，热量（内能）从高温物体传向低温物体，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，直到温度相同时，热传递才停止142热量与热值1热量：在物理学中，把在热传递过程中物体内能改变的多少叫做热量物体吸收热量，内能增加；放出热量，内能减少2热量用字母Q表示，单位是焦（J）一根火柴完全燃烧放出的热量约为1000J3实验表明：对同种物质的物体，它吸收或放出的热量跟物体的质量大小、温度的变化多少成正比4热值：把1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值5热值是燃料的一种属性，与质量、是否完全燃烧等没有关系，只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同6燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Q=qm或Q=qV 7Q表示热量，单位是焦（J）,q表示热值，单位是焦/千克（J/kg）或焦/米3(J/m3);m表示质量，单位是千克（kg）;V表示体积，单位是米3(m3)8氢气的热值很大，为q氢=14108J/m3，表示的物理意义是：1m3的氢气在完全燃烧时所放出的热量为14108J9提高炉子效率的方法：①改善燃烧条件，使燃料尽可能充分燃烧；②尽可能减少各种热量损失143研究物质的比热容1比热容：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，叫这种物质的比热容2比热容是物质的一种属性，与物质的质量、体积等无关，只与物质的种类有关不同物质的比热容一般不同，同种物质的比热容与物质的状态有关3比热容用字母c表示，单位是：焦/（千克•℃），符号是：J/(kg•℃)4水的比热容很大，为c水=42103J/(kg•℃)，表示的物理意义是：1kg的水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为42103J5水的比热容大，在质量和吸收的热量相同时，升高的温度比其它物质小；放出的热量相同时，降低的温度比其它物质小，因而温差变化较小6水的比热容大，在质量和升高的温度相同时，比其它物质吸收的热量多，因而可用水来降温；在降低的温度相同时，比其它物质放出的热量多，因而可用水来取暖7发生热传递时，低温物体吸收的热量计算公式为：Q吸=cmΔt （Δt=t-t0）高温物体放出的热量计算公式为：Q放=cmΔt （Δt=t0-t）144热机与社会发展1热机的种类包括有：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机等2热机的共同特点：将燃料燃烧时的化学能转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能3汽油机和柴油机工作时，一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程这四个冲程组成的在这四个冲程中，只有做功冲程是将内能转化为机械能而对外做功，其他三个冲程均为辅助冲程，要靠飞轮的惯性完成4汽油机与柴油机的对比比较项目 汽油机 柴油机燃料 汽油 柴油构造 有火花塞 有喷油嘴吸气冲程 汽油和空气的混合物 空气压缩冲程 机械能转化为内能 机械能转化为内能做功冲程 点燃式（内能转化为机械能） 压燃式（内能转化为机械能）排气冲程 效率 20%~30% 30%~45%应用 汽车、飞机、摩托车、小型农业机械 载重汽车、火车、轮船、拖拉机等大型机械5热机的效率：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率6热机对环境造成的污染主要是：①大气污染；②噪声污染7人类保护环境的重要措施是：减少热机废气中的有害物质，控制废气排放的总量具体方面是：①推广使用无铅汽油；②安装电子控制燃油喷射发动机（EFI系统）；③推广新能源汽车，如天然气汽车、太阳能汽车、电动汽车等。

8人们对新能源的探索历史

能 源能源的历史和现状人类求生存、建城市、办工厂，需要各种不同的能源做饭、取暖需要热能，点灯照明需要电能，万物生长需要太阳能……可以这样说，没有能源，人类就不能生存，社会就不能发展“能”这个词，最早是德国科学家罗伯特·迈尔提出来的我们看不见能，但通过热、光、电、运动等能够感觉到“能”的存在人类利用能源的历史大致经历了柴草、煤炭、石油三个能源时期火的使用，使人类第一次支配了一种自然力，从而使人类和动物界彻底分开但是，当时人类还没有掌握把热能变成机械能的技巧，因此，柴草并不能产生动力从茹毛饮血的原始社会到漫长的奴隶社会、封建社会，人力和畜力是生产的主要动力风力和水力的利用，使人类找到了可以代替人力和畜力的新能源随着生产的发展，社会需要的热能和动力越来越多而柴草、风力、水力所提供的能量受到许多条件的限制而不能大规模使用煤的发现，提供了大量热能；风车和水车的制作，积累了机械制造的丰富经验；于是，两者结合起来，蒸汽机出现了蒸汽机的使用，不但奠定了各国工业化的基础，也开辟了人类利用矿物燃料作动力的新时代但是，蒸汽机十分笨重，效率又低，无法在轻便的运输工具如汽车、飞机上使用人类在生产实践中又发明了新的热机——内燃机内燃机的使用，引起了能源结构的一次又一次变化，石油登上了历史舞台世界各国依赖石油创造了经济发展的奇迹那么地球上的能源有哪些可用，它们又来自何方呢？地球上的能源按其来源可分为三类第一类是地球和其他天体相互作用而形成的，如潮汐能；第二类来自地球的内部，如地热能和原子核能；第三类来自地球以外，主要是太阳能以及由它产生的能源，如煤、石油、天然气、生物质能、水能、风能、海洋热能等等然而，随着人类文明的不断发展，社会对能量的需求不可遏止地猛增地球上的能源消耗正在以惊人的速度增长，20世纪消耗的全部能源几乎等于前19个世纪所消耗的能源的一半人类正在过分地开采和使用化石燃料和森林等自然资源，从而使得地球上的自然燃料能源的储藏量正在急剧减少而且，由于大量利用石油、天然气和煤炭等化石燃料，已经使人类居住的环境受到越来越严重的污染，造成酸雨和气候变暖许多科学家都认为，全球气温升高将给人类带来灾难性的后果因此，合理开发和利用能源已成为地球人类大家庭最重要的问题了人类必须认真对可资利用的各种能源进行“算计”和“筹划”，既要满足目前需要，又要考虑长远的影响和发展，为子孙后代的丰衣足食着想，使地球人类大家庭的明天过得更舒适、更美好所以，人们一方面研究如何进一步合理、妥善、高效率地开发利用化石燃料和水力等常规能源（也叫传统能源），比如研究提高能源转换效率的方法，改善能源开采和利用的方式等等，着重从节流方面想办法和采取措施；另一方面，人们又上天、入地、下海，四处寻找开源途径，探索低廉而丰富、又不影响生态环境的很清洁的新能源，比如开发太阳能、地热能、核聚变能和海洋能等等这样，一门边缘化的、综合性的科学技术——能源技术就迅速形成，并蓬勃发展起来。

9热机的发展史

热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器

热机在人类生活中发挥着重要的作用。现代化的交通运输工具都靠它提供动力。热机的应用和发展推动了社会的快速发展，也不可避免地损失部分能量，并对环境造成一定程度的污染。

热机是利用内能来做功的机器。

凡是能够利用燃料燃烧时放出的能来做机械功的机器就叫做热机。热机的工作原理：由内能通过做工转化为机械能。（例：酒精燃烧，化学能转化为内能，热量传给水，水沸腾将瓶塞顶出去，水蒸气的一部分内能转化为瓶塞的机械能。）

热机的四个冲程：吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。

热机的发展史：

蒸汽机→蒸汽轮机→内燃机→喷气发动机→火箭发动机

这是我们单位三菱加工中心上用的暖机程序,

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O0002

S500 M3;

G91 G82 X0Y0Z0;

G00 Y-300Z-120;

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G00 Y-300Z-120;

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