內燃機的工作原理

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

(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)的轉換公式為K＝°C＋273。

【實例】汽油引擎與柴油引擎的能量轉換效率

(a)假設某一臺汽車使用“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消耗了能量W，使得引擎的溫度降低為T2=1200K(927°C)，則這個引擎的能量轉換效率是多少？

[解]

由公式(13-1)可以得到這個汽油引擎的能量轉換效率為20%。 

(b)假設某一臺汽車使用“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時消耗了能量W，最后引擎的溫度降低為T2=900K(527°C)，則這個引擎的能量轉換效率是多少？

[解]

由公式(13-1)可以得到這個柴油引擎的能量轉換效率為40%。

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