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氢气的燃烧热能比汽油多3倍,但发动机的效率为什么与汽油机差不多呢?

热机效率是有上限的,热力学第二定律就是从热机效率的研究开始逐渐浮出水面的。热机效率最大值是由卡诺机规定的,它等于(1-低温热源温度/高温热源温度)*100%,温度均采用绝对温标。与使用燃料及传热介质无关。

氢气的燃烧热能比汽油多3倍,但发动机的效率为什么与汽油机差不多呢?

你说的氢燃烧热高是指相同质量的氢能提供3倍的能量供热机使用,而热机效率(发动机效率)是指发动机作功与发动机消耗燃料燃烧能量的比值。

氢虽然单位质量的供能高,但由于氢的密度非常小,所以单位体积供能与常见燃料如汽油相比并不具备优势,特别是每一寸体积都是黄金的导弹、火箭中,使用氢能的非常少,而常用肼,二甲肼,碳氢化合物等做为燃料。它们单位质量释能虽少,但单位体积的释能则远大于氢。

火箭发动机的效率低于柴油机吗?

发动机的标牌标明的功率,就是正常的工作状态下该发动机的最大输出功率。

衡量汽车发动机性能指标的两个最基本参数,就是气缸数量和气缸工作容积,后者也就是通常所用的排气量。

发动机的性能主要有两个指标,一个是功率,一个是扭矩。

功率的单位是千瓦或马力,扭矩单位是牛/米

柴油机只适合在大气层中较低的高度和速度下使用。如果是日常的使用环境,火箭发动机的效率较低,而且是远远低于柴油机。火箭发动机喷出高温高速气体产生推力,喷出的气体带走了大部分能量。火箭发动机不仅要带燃料,还要带氧化剂,大部分推力都用来加速发动机本身了,效率进一步降低。喷气式发动机用空气作氧化剂,燃料燃烧的能量先加热空气再喷出,喷气的温度比火箭发动机低得多,燃料的能量利用率比火箭高。活塞式发动机(包括柴油机和汽油机)的燃气推动活塞做功,喷出的废气少温度也低,所以能量利用率更高。所以事实是,火箭发动机的效率<<喷气式发动机<<活塞式发动机。

观察实际使用情况也能知道哪种发动机更经济实用。能用活塞式发动机的场合,就不会用喷气式发动机;能用喷气式发动机的场合,就不会用火箭发动机。

借用一张图,专业解答了这个问题

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