初三物理｜90%孩子都踩坑的热机效率

上午有家长发来孩子作业截图，题目讲到发动机散热，孩子在旁边写：“汽油的能量都变成热，浪费掉了。”

家长有点懵，微信问我：“汽车向前跑不是也用到了能量吗？”我回他：“让孩子把燃料里的能量按去向分成三类：推动汽车的、燃烧后散到周围的、还留在没烧完燃料里的。”

算效率前，得先分清“每千克燃料的热值”和“这份燃料放出的总热量”。同种燃料质量变了，热值不变；完全燃烧放热就是 Q 总等于 m 乘 q。比如 0.1 千克汽油能放出 4.6×10⁶焦耳。

发动机的任务是推车，所以推车的机械功就是有用功。效率就是有用功除以总热量。如果这 4.6×10⁶焦耳里有 1.38×10⁶焦耳用来推车，效率就是 30%。记住，效率看能量有多少变成了有用部分，功率看做功有多快，俩不是一回事。

释放后的能量，一部分推车，剩下的随废气排走、让机器发热，或者被摩擦消耗掉。但发动机必须适当散热，不能简单认为散热越少越好。

最坑的是没烧完的燃料。这部分能量还留在里面，没释放出来。算效率时，分母依然是燃料完全燃烧的理论总能量 mq。比如理论上能放 100 焦耳，20 焦耳没烧完，实际只放了 80 焦耳。要是这 80 焦耳里 20 焦耳成了有用功，效率是 20%，而不是 25%。

发动机发热只说明有一部分能量没用来推车，不代表汽油全浪费了。把分子分母代表什么弄清，题就顺了。