在物理学中,热机效率是一个重要的概念,它衡量了热机将输入能量转化为有用功的能力。热机效率通常用公式表示为:
\[ \eta = \frac{W}{Q_h} \]
其中:
- \( \eta \) 表示热机效率;
- \( W \) 是热机输出的有用功;
- \( Q_h \) 是热机从高温热源吸收的热量。
为了更好地理解这个公式,我们可以通过一个具体的例子来计算热机效率。
假设一台热机从高温热源吸收了 500 千焦耳(kJ)的热量,并向低温热源释放了 300 千焦耳的热量。我们需要计算这台热机的效率。
首先,根据热力学第一定律,热机的有用功 \( W \) 可以通过以下公式计算:
\[ W = Q_h - Q_c \]
其中:
- \( Q_h \) 是从高温热源吸收的热量;
- \( Q_c \) 是向低温热源释放的热量。
代入已知数据:
\[ W = 500 \, \text{kJ} - 300 \, \text{kJ} = 200 \, \text{kJ} \]
接下来,我们将 \( W \) 和 \( Q_h \) 代入热机效率公式:
\[ \eta = \frac{W}{Q_h} = \frac{200 \, \text{kJ}}{500 \, \text{kJ}} = 0.4 \]
因此,这台热机的效率为 40%。
通过这个简单的例子,我们可以看到,热机效率的计算依赖于热机从高温热源吸收的热量和向低温热源释放的热量。提高热机效率的关键在于减少热量损失,提高能量转换的效率。
希望这个例子能帮助你更好地理解热机效率的计算方法。如果你有更多关于热机效率的问题或需要进一步的帮助,请随时提问!