热机效率计算器

Q: 怎么使用热机效率计算器 - 热效率与卡诺极限？

首先，输入高温热源温度 T_h 与低温热源温度 T_c（K 或 °C，自动换算）。 然后，输入吸热量 Q_in 与输出功 W（或排热量 Q_out）。 全程在页面内完成，结果即时更新。

什么是热机效率计算器？

热机效率 η = W / Q_in，即输出的净功除以从高温热源吸收的热量，恒小于 1。

卡诺效率 η_C = 1 − T_c/T_h 是相同温度热源下效率的理论上限，由热力学第二定律决定。

实际热机还受摩擦、散热、不完全燃烧影响，通常只有卡诺极限的一半左右。

η = W / Q_in = (Q_in − Q_out) / Q_in；卡诺极限 η_C = 1 − T_c/T_h

温度用开尔文（K）；η_C 是理论上限，实际效率应低于它。

如何使用热机效率计算器

1
输入高温热源温度 T_h 与低温热源温度 T_c（K 或 °C，自动换算）。
2
输入吸热量 Q_in 与输出功 W（或排热量 Q_out）。
3
点击计算，得到实际效率与卡诺效率。
4
对比两值：实际效率高于卡诺极限说明输入有误或口径不一致。

计算示例

例 1电厂汽轮机

Q_in = 1000 J、W = 400 J：η = 40%。若 T_h = 600 K、T_c = 300 K，卡诺极限 50%，40% 合理且接近工程实际。

例 2温差太小

地热电站 T_h = 380 K、T_c = 300 K：卡诺极限 = 1 − 300/380 ≈ 21%，实际效率常不足 15%，这就是低品位热难利用的原因。

注意事项

卡诺公式必须用绝对温度：°C 要加 273.15 换算成 K，直接代入摄氏温度会算出负效率。
效率高于卡诺极限的输入必然有误——第二定律不允许，优先检查温度或热量口径。
W 应为净功（涡轮功减泵功）；只报毛功会高估效率几个百分点。
内燃机标称「热效率 41%」是有效效率，与卡诺极限的比较要按缸内峰值温度口径，不能直接套排气温度。

常见问题

η = W / Q_in = (Q_in − Q_out) / Q_in；卡诺极限 η_C = 1 − T_c/T_h。温度用开尔文（K）；η_C 是理论上限，实际效率应低于它。在热机效率计算器 - 热效率与卡诺极限计算器中输入参数即可按此公式自动求解，无需手工推导。

卡诺公式必须用绝对温度：°C 要加 273.15 换算成 K，直接代入摄氏温度会算出负效率；效率高于卡诺极限的输入必然有误——第二定律不允许，优先检查温度或热量口径。其余细节见页面注意事项一节。

电厂汽轮机：Q_in = 1000 J、W = 400 J：η = 40%。若 T_h = 600 K、T_c = 300 K，卡诺极限 50%，40% 合理且接近工程实际。

首先，输入高温热源温度 T_h 与低温热源温度 T_c（K 或 °C，自动换算）。然后，输入吸热量 Q_in 与输出功 W（或排热量 Q_out）。全程在页面内完成，结果即时更新。

热机效率 η = W / Q_in，即输出的净功除以从高温热源吸收的热量，恒小于 1。

两者同属相关计算链条：卡诺效率解决的是与之衔接的另一层问题。完成热机效率计算器 - 热效率与卡诺极限计算后，页面底部相关推荐区可直接跳转到卡诺效率计算器继续演算，参数在同类工具间口径一致，交叉验证更方便。

温差太小：地热电站 T_h = 380 K、T_c = 300 K：卡诺极限 = 1 − 300/380 ≈ 21%，实际效率常不足 15%，这就是低品位热难利用的原因。

输入高温热源温度 T_h 与低温热源温度 T_c（K 或 °。超出合理范围的输入可能导致结果无实际意义，页面注意事项一节标明了边界条件与单位口径。

本页热机效率计算器 - 热效率与卡诺极限计算器与页面内的公式、示例、对照表同源，全部数字由同一套程序实时计算。可用一个已知算例代入验证：先在示例一节找到演算过程，再用相同参数在计算器中复算一遍，两次结果一致即说明口径无误。

计算过程按双精度浮点执行，结果默认保留 4 位有效小数，页面会按数值大小自动切换科学计数法。对照表中的数值与计算器输出完全同源，不存在手工四舍五入引入的偏差。

热机必须向低温热源排热才能循环（开尔文表述），排热量不可能为零，所以 η < 1 是热力学第二定律的直接推论。

排出的热不是「浪费」而是循环的必要代价；若冷源温度足够低，这部分热还可供暖或做低温热源再利用（热电联产）。

提高蒸汽温度和压力抬升了 T_h，卡诺上限随之提高；材料耐温能力是效率竞赛的核心瓶颈。

它们用性能系数 COP（制冷量或制热量 ÷ 输入功），可以大于 1，与热机效率是两套口径，不要混比。

参考资料

凯文内容作者Calcton 物理编辑组口径审核Calcton 编辑组交叉审核· 内容更新于 2026-06-04

负责 Calcton 的公式核对与内容撰写：每个工具的公式都注明出处，示例数字经过程序复算，健康与判定标准一律采用国际口径。

Calcton 物理编辑组：标准教科书公式，物理常量取 CODATA 推荐值。

参考来源与更新说明

本页公式与判定标准参考以下权威资料：

最后更新：2026-06-04。

免责声明：本页面提供的计算结果与说明内容仅供参考，不构成医疗、税务、投资或法律等专业建议。尽管我们力求公式与数据准确，仍可能存在误差；据此做出的任何决策，请结合专业机构意见。

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