定义 热机从高温热源吸收的热量中，转化为有用功的那部分热量与吸收总热量之比。
从哪来 建立在 5.1 理想气体 和 5.2 状态方程 之上。理解效率需先明确理想气体在循环过程中内能变化为零，从而通过状态方程分析功与热的关系。
为什么 根据热力学第一定律 $\Delta U = W + Q$。对于完成一个循环的热机，初末状态相同，内能变化 $\Delta U = 0$，故 $W = Q_{吸} - Q_{放}$。效率 $\eta = \frac{W}{Q_{吸}} = \frac{Q_{吸} - Q_{放}}{Q_{吸}} = 1 - \frac{Q_{放}}{Q_{吸}}$。
之所以不能达到 100%，是因为根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热并全部转化为功而不产生其他影响。必须有低温热源来排放热量，因此 $Q_{放}$ 必大于 0，导致 $\eta < 1$。
讲法
类比法：水泵与漏桶
适合
形象思维强、对抽象公式抗拒的学生。
把热机比作一个抽水机。你从高处水库（高温热源）抽水（吸热 $Q_{吸}$），想用来发电（做功 $W$）。但管道有摩擦、水泵有损耗，必须有一部分水排到低处下水道（低温热源，放热 $Q_{放}$）。效率就是“用来发电的水量”占“总抽水量”的比例。如果下水道堵了（$Q_{放}=0$），水排不出去，水泵就转不动了，这解释了为什么必须有放热过程。
讲法
数学推导法：卡诺循环极限
适合
逻辑严密、喜欢推导的学生。
从理想气体等温膨胀和等温压缩过程入手。
1. 等温膨胀吸热 $Q_1 = nRT_1 \ln(V_2/V_1)$
2. 等温压缩放热 $Q_2 = nRT_2 \ln(V_4/V_3)$
3. 结合绝热过程关系 $T_1 V_2^{\gamma-1} = T_2 V_3^{\gamma-1}$ 和 $T_1 V_1^{\gamma-1} = T_2 V_4^{\gamma-1}$，推导出 $\ln(V_2/V_1) = \ln(V_4/V_3)$。
4. 代入效率公式 $\eta = 1 - \frac{Q_2}{Q_1} = 1 - \frac{T_2}{T_1}$。
结论：效率只取决于两个热源的温度，与工质无关。
讲法
能量流向图法：桑基图思维
适合
宏观视野好、关注系统整体的学生。
画一个能量流向图。左边一个大箭头代表 $Q_{吸}$，进入热机盒子。盒子分流出两个箭头：一个向上代表 $W$（有用功），一个向下代表 $Q_{放}$（废热）。
强调：$Q_{吸}$ 是“总投入”，$W$ 是“净产出”。
提问：如果我想提高 $\eta$，我有两个选择：增加 $W$ 或减少 $Q_{放}$。但在 $Q_{吸}$ 固定的情况下，增加 $W$ 必然意味着减少 $Q_{放}$。
核心逻辑：效率不是看做了多少功，而是看“浪费”了多少比例的热。