內(nèi)燃機(jī)的工作原理

內(nèi)燃機(jī)是將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置，汽車所使用的引擎與瓦特所發(fā)明的蒸氣機(jī)都是屬于內(nèi)燃機(jī)的一種，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)必須滿足“卡諾定理(Carnot law)”，卡諾定理是熱力學(xué)第一定律，如**圖14-1所示，假設(shè)內(nèi)燃機(jī)在燃燒汽油以后溫度升高為T1，對外作功推動汽車時(shí)消耗了能量W，使得內(nèi)燃機(jī)的溫度降低為T2，則內(nèi)燃機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率為：

(14-1)

其中T1與T2必須使用“凱氏溫度(K)”來表示，凱氏溫度(K)與攝氏溫度(°C)的轉(zhuǎn)換公式為K＝°C＋273。

【實(shí)例】汽油引擎與柴油引擎的能量轉(zhuǎn)換效率

(a)假設(shè)某一臺汽車使用“汽油引擎”，在燃燒汽油以后溫度升高為T1=1500K(1227°C)，對外作功推動汽車時(shí)消耗了能量W，使得引擎的溫度降低為T2=1200K(927°C)，則這個(gè)引擎的能量轉(zhuǎn)換效率是多少？

[解]

由公式(13-1)可以得到這個(gè)汽油引擎的能量轉(zhuǎn)換效率為20%。 

(b)假設(shè)某一臺汽車使用“柴油引擎”，在燃燒柴油以后溫度升高為T1=1500K(1227°C)，對外作功推動汽車前進(jìn)時(shí)消耗了能量W，最后引擎的溫度降低為T2=900K(527°C)，則這個(gè)引擎的能量轉(zhuǎn)換效率是多少？

[解]

由公式(13-1)可以得到這個(gè)柴油引擎的能量轉(zhuǎn)換效率為40%。

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