鄂圖循環(Ott cycle)系統常用於汽油機和煤氣機，係由兩等容過程和兩等熵過程所組成鄂圖循環係由活塞在氣缸中四個衝程所構成，故為四衝程循環。
(一)吸入衝程(Suction stroke)
活塞在氣缸頭端死點(Head-end dead-center)，進氣閥(Intake Valve)開，排氣閥(Exhaust Valve)閉，活塞向下移動，引導燃料和空氣的混合物至氣缸內。
(二)壓縮衝程(Compression sroke)
氣缸內充滿混合氣體(工質)，兩閥皆閉，活塞開始壓縮工質，經一等熵過程，容積漸小，壓力漸大。活塞至死點附近，工質點火燃燒，容積大致不變，壓力徒增。
(三)膨脹衝程(Expansion stroke)
活塞被燃燒的氣體推動，又自氣缸頭端向外移動，以發生功能，兩閥仍閉。氣體容積逐漸加大，壓力亦漸漸下降。活塞至曲柄端死點(Crank-end dead center)附近，排氣閥開，壓力驟降，容積大致保持不變。此衝程又稱動力衝程(Power stroke)
(四)排氣衝程(Exhaust stroke)
排氣閥仍開，活塞繼續自外向內移動，排出廢氣(Exhaust)至氣缸以外，終至頭端死點。

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內燃機為機電設施主要動力之來源，應用至為廣泛，就動力循環而言，可區分為鄂圖循環機Otto cycle Engine和狄賽循環機Diesel cycle Engine兩類，復有二衝程機(Two-stroke Engine)和四衝程機(se)之別，所謂二衝程機為活塞往復兩次，即發動機軸一迴轉。完成動力循環一次；四衝程機為活塞往復四次，即發動機軸兩迴協轉完成動力循環一次。動力發生於活塞的一側的，為單動式(Single acting)；兩側皆發生的，為雙動式(Double acting)。通常內燃機可分解為下列各種系統：
一、本體系統(Proper system)：包括機身、汽缸、汽缸蓋、活塞、連桿、曲軸、凸輪軸、軸承等；
二、燃料系統(Fule system)：包括汽化器、燃料油泵，噴嘴等。
三、潤滑系統(Lubrication system)：包括滑油泵滑油濾等；
四、冷卻系統(Coling system)：包括水箱、水泵浦等。
五、電路系統(Electric system)：包括點火裝置、發電機、電動機、蓄電池等。

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一、克服一種阻力而移動一定之距離時，謂之完成一定之功。功之多少以所加之力大小與克服阻力之大小相同與沿加力方向移動之距離之乘積表之。若所加之力以磅計，所移動之距離以呎計，則所作之功以呎磅計。
二、計算一種流體所作之功時，多用壓力與容積變化之乘積表之。設容積由V增V+v，對外之壓力或所反抗之阻力為P，則所作之功
W=P{(V+v)-V}=Pv
至壓力與容積變化之乘積以代表功之原理。設活塞之面積為a方呎，每方呎上所受之流體壓力為P磅(假定大小不變)受壓力之後，由左向右移動之距離為l呎，則所作之功Wk=Pal呎磅。但al為流體膨脹之容積V立方呎，故所作之功Wk=PV呎磅。
三、單位時間內作功快慢之程度謂之功率。在同一時間內作功多者之功率大；作功少者，謂之功率小。
功率之單位，在工程上最普通者為馬力(Horse Power)，簡稱為H.P；即每秒鐘能作55呎磅，或每分鐘能作33000呎磅之功當量。
四、轉矩多指一迴轉軸或其他迴轉之物體所有之迴轉矩(Turning moment)而言。其大小以力之大小與迴轉矩至施力線之垂直距離之乘積度量之，其單位多以呎磅表之。
設一軸受一轉矩Tq呎磅作用，每分鐘迴轉N次，則所傳之馬力數。

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熱係能量之一種，功亦係能之變相，故熱可變為功，而功亦可變為熱，且兩者之間更有一定數量上之關係，於1843年，物理學家焦爾(Joule)首先加以研究，當時測定結果為每一英熱單位之熱相當於77呎磅之功，至1878年，彼又改良試驗情形，得到一英熱單位之熱相當74與75呎磅之間，其後經Rowland等加以測驗，得到較為精密之結果，即每一英熱單位相當於778呎磅之功，最近美國標準局發表更為精確之數值，即一英熱單位相當於78.57呎磅之功，惟通常計算問題時，仍用778為宜，其計算較為簡便，所得亦相差極微。此數值778稱為熱功當量，多用字母J表示，J之倒數多用字母A表示，即為功之熱當量，其值為0.00128。

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一種物質之熱容量對於同質量之純水之熱容量之比，謂之該物質之比熱。水之比熱為1，氫之比熱大於1，其他物質均小於1。固體及液體之比熱，只有一種。而氣體之比熱，常分為兩種如下：
一、定壓比熱(Specific heat)
在一定之壓力下，加熱於某一氣，其體積膨脹與其絕對溫度成正比例，氣體之體積既反抗外部之壓力而膨脹，即作有相當之功，則用以增高溫度之熱能僅其所受熱能之一部份。
二、定容比熱(Specific heat of constant volume)
限制定量之氣體於一定之容器內而熱之，既不能膨脹，亦即未作外部之功，用以增高溫度者，為其所受熱能之全部。

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壓力(Pressure)為流體對其容器壁所加的力，普通示以單位面稶受的力，或某種液體(如水銀或水等)柱的高度。
由大氣壓力量起的壓力為錶壓力(Gage Pressure)，較大氣壓力為低的壓力通常稱為真空壓力(Vacuum Pressure)或真空(Vacuum)，且多示以水銀柱的高度 由絕對零壓力量起的壓力為絕對壓力(Absolute Pressure)。故絕對壓力為錶壓力與大氣壓力之和，亦可以下式表示之。
絕對壓力=錶壓力±大氣壓力
普通大氣的絕對壓力為14.7磅每平方吋或29.9吋水銀柱。清水重62.4磅每立方呎，水銀的比重13.6。

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熱之單位(Unit of heat)
熱既非物質，故只能就其所生之效果計量。一般而言，常以使單位質量之純水發生單位溫度變化之熱量為熱之單位：
(一)卡路里(Calorie)為法國首創熱之單位，即加熱於一公克(Gram)質量之純水，使其溫度升高攝氏表一度所需之熱量為熱之單位，謂之一卡路里。因此單位甚小，另規定一公斤(Kilogram)質量之純水使其溫度升高攝氏表一度所需之熱量為熱之單位，謂之一大卡(Great Calorie)。
(二)B.T.U(British thermal unit)，此為英國制熱之單位，即加熱於一磅(Pound)質量之純水使其溫度升高華氏一度所需之熱量為熱之單位，謂之英熱單位。簡稱之為B.T.U

工質(Working substance)
熱量係一種能，須存在於物質中，始能移動或作用，此種物質稱為工質(Working substance)。對變形無阻力的流體，可用為工質，如蒸汽機所用的水蒸汽，空氣壓縮機(Air Compressor)所用的空氣和內燃機所用的空氣和燃油混合物等。
純質物體通常存在於固體，液體與氣體(Gas)或蒸汽(Vopor)形態中的一態。由固體變為液體稱熔解，其逆向變化稱凝固。由液體變蒸汽或氣體，稱為蒸發，逆向變化稱為凝結。冰加熱熔解為水，水加熱蒸發為水蒸汽，繼續加熱可認為氣體。反之，水蒸汽受冷凝結為水，水受冷凝為冰，液體和氣體或蒸汽統稱之謂流體。

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熱之理論有兩種說法：一為微塵說(Corpuscular theory)。稱熱為一種極稀薄之流體。名之謂熱素(calorio)。物體得之則熱，失之則冷，加與時則溫度高，減少時則溫度低，用以解釋熱之並通現象，如兩物體間熱之傳導，物體得熱則膨脹，冷則收縮，及熱之幅射等均可勉強解說，至十八世紀末經Rumford及Davy等物理學家由種種試驗證明其誤謬。二為分子運動說(Molecular Kinetic theory)。謂熱為流動能之一種，或物質分子運動之動能，此說係假定無論何種物體，其分子恆以若干速度運動，如運動之速率低，則分子之動能少，吾人觸之即生冷之感覺，當冷熱二物互相接觸時，其接觸處熱物體之分子衝動冷物體之分子，因之一方面分子速率漸增，另一方面分子速率漸減，徐徐傳達，故其冷熱漸趨於平均狀態。
又在固體其分子之運動系為一往復之振動，溫度高時，其速率與振幅均大、溫度低時速率與振幅均小，故物體因其溫度之高而有膨脹之現象，其理由即在於此。
若物體溫度更高，其分子振動加劇，至振動之力勝過各分子凝聚力之一部時，則物體不能保持固有之狀態，遂由固體變為液體；若再加熱使其分子振動之力完全勝過分子凝聚力，則物體可由液體變為氣體。

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由熱能變為機械能與由機械能變為熱能，恆依據一部份物質之壓力、容積、溫度及速度等之變化，並遵循熱力學第一定律與第二定律之基本法規如下：
一、熱力學第一定律
通常由熱生功，因每一單位功之發生，即有定量之熱失其存在。反之，設若由功生熱，因每一單位功之消費，即有此同量熱之仍行發生。即熱能與機械可互易其形式而存在，惟不能創造或毀滅之。
二、熱力學第二定律
熱力學之第一定律，係說明熱與功可以互變，且互變時恆有一定數量上之關係存在。熱力學第二定律則係說明熱變功有一定之極限，即第一定律可謂「能量不滅」之一種特例；第二定律可謂「能之降低」之一種特例。茲先就與第二定律有關之數項事實加以敘述如下：
(一)任何熱機，均係利用一種工質由一溫度較高之物體吸熱，使其溫度、壓力，容積及速度等增加，再利用一種機構加以控制，使發出一部份功或機械能，然後再排於一溫度較低之物體。工質入熱機與出熱機必有相當之溫度差，且恆係低落。
(二)工質被排出時之溫度，理論上最低亦須與周圍其他物體之溫度相等，實際上則恆為高。
(三)熱決不能自動由低溫物體向高溫物體流動。
(四)一物體所含之絕對熱量，須自絕對零度算起。
依據以上四項事實，可知任何熱機，當工質被排出時，其溫度既不能低於周圍之溫度，即仍含有大量之熱能。故熱力學之第二定律可簡述之如下：
所有熱機，實際上最理想之機件設計亦只能將加入之熱之一部變為功，其餘一部分恆排顧一溫度較低之物體繼續為熱。

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凡變熱能為機械能發動機、均稱之謂熱機、常用者有下列各種
一、蒸汽機(Steam Engine)
使用鍋爈Boiler產生水蒸汽，推動汽缸內之活塞，使之往復運動變成機械、蒸汽機可區分為往復式蒸動力機和汽輪機，後者係運用蒸汽之衝動或反動力，使一葉輪迴轉而產生動力。
二、內燃機(Internal Combustion Engine)
使燃料直接在氣缸內燃燒，用其炸爆力推動活塞，再由一種機構間接傳之於機軸而產生動力。內燃機以燃料和變熱能為機械能的情形不同，有汽油機(Gasoline Engine)、柴油機(Diesel Engine)、氣輪機(Gas Turbine)、煤氣機(Gas Engine)和輪機噴射發動機(Turbo-jet Engine)等。

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