人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。在现代社会，人类所用的能量很大一部分依然是从燃料的燃烧中获得的。
想想议议
燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤等，液体燃料有汽油、酒精等，气体燃料有煤气、天然气等（图14.2-1）。 根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？要找出事实来支持你的观点，并进行分析。
燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。例如，燃烧1 kg煤放出的热量，是燃烧1 kg木柴放出热量的两倍多。
我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。
热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。热值的单位由热量的单位和质量的单位组合而成。在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，则热值的单位是焦每千克，符号是J/kg①。
根据燃料的热值，我们能计算出燃料完全燃烧时放出的热量。例如，从下表中可查到焦炉煤气的热值约为1.7×107 J/m3，所以 2 m3的焦炉煤气完全燃烧放出的热量约为1.7×107 J/m3×2 m3=3.4×107 J
① 对某些气体燃料，热值在数值上等于在标准状态下1 m3 燃料完全燃烧放出的热量，单位是焦每立方米，符号是J/m3。
燃料的热值
人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。在现代社会，人类所用的能量很大一部分依然是从燃料的燃烧中获得的。
热机的效率
燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小。 例如用煤烧水，有效利用的热量只是被水吸收的热量。高温的烟气带走了相当一部分热量，还有一部分热量直接散失掉了。
通常的锅炉，燃料利用率比较低，因此在节约能源上改造的潜力很大。例如，取暖用的小型锅炉， 如果把煤磨成煤粉或煤粒，从而加大与氧气的接触面积，再把空气吹进炉膛，就会比煤块燃烧得更充分，从而提高燃料的利用率。
对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失了。 用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 蒸汽机的效率很低，只有6%~15%。内燃机中，燃料是在汽缸内部燃烧的，而且燃料与空气混合充分，燃烧得比较完全， 所以内燃机的效率比蒸汽机的高。汽油机的效率为20%~30%，柴油机的效率为30%~45%。
热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料， 从而节约能源，减少污染。在设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少各种能量损失，提高效率。
在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 大型发电机常常用蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热， 这就是热电站。 这种既供电又供热的热电站，比起一般的火电站来，燃料的利用率大大提高。
科学·技术·社会: 从火车到火箭
生产的发展需要强大的动力。17世纪，人类发明了热机。 最早的热机是蒸汽机。在锅炉里把水烧成水蒸气，水蒸气在汽缸里推动活塞做功。原始的蒸汽机不便于使用，后来许多人对它不断改进， 其中贡献最大的是英国人瓦特，他在1782年发明了往复式蒸汽机，使蒸汽机成为可以广泛使用的动力机。 这种蒸汽机在之后的一百多年里对工业的发展起了极其重要的作用。但是由于蒸汽机过于笨重，效率很低，现在世界各国都不再生产蒸汽机了。
交通运输的发展迫切需要比较轻便的热机。于是，内燃机应运而生。 内燃机有汽油机、柴油机两大类。 汽油机是1883年发明的，柴油机是1892年发明的。内燃机运行时不需要携带很多水和煤，不但轻便，效率也提高了很多。 内燃机的出现和不断改进，对交通运输事业的现代化起到了决定性的作用。
电力工业的发展需要功率巨大的热机来带动大型发电机。 1884年出现的蒸汽轮机满足了这个需要。 大型锅炉产生的高温高压水蒸气直接喷射到汽轮机的叶片上， 使蒸汽轮机转动。大型火电站的巨大锅炉有五六层楼房那样高，蒸汽轮机功率可达几十万千瓦。 早期的飞机是由内燃机提供动力的。从上世纪40年代开始，飞机上越来越多地使用喷气发动机，它向后高速喷出气体， 从而获得前进的动力。在功率相同时，喷气式发动机比内燃机更轻便，这就使生产高速的大型飞机成为可能。
喷气式发动机有两种：一种需要用大气中的氧气来助燃，叫空气喷气发动机，在飞机上使用； 另一种自带燃料和氧化剂，叫火箭喷气发动机，它工作时不需要空气， 可以在大气层外工作，能够用来发射人造卫星和宇宙飞船。
热机使人类摆脱了繁重的体力劳动，促进了生产的发展， 带来了工业革命。现代社会在交通、航天、电力工业等很多方面都离不开热机。对热机的研制和改进将会进一步推动社会生产力的发展。
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