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機械能的秘密：引擎如何將各種能量轉換為動力？
引擎或馬達是一種能將一種或多種形式的能量轉化為機械能的機器。現有的能量來源包括重力能（例如水力發電中利用地球的重力場）、熱能（例如地熱）、化學能、電能和核能（來自核裂變或核融合）。這些過程中的許多都會產生熱能，這使得熱機的地位相對重要。一些自然過程，例如大氣對流，能將環境熱轉化為運動（例如，升起的氣流）。機械能在運輸過程中尤為重要，但在許多工業過程中，如切割、磨損、破碎和混合，機械能也扮演著重要角色。
機械熱引擎通過各種熱力學過程將熱轉化為工作。內燃機或許是最常見的機械熱引擎範例。
內燃機的工作原理是燃料的燃燒產生的熱能，迅速加壓燃燒產物的氣體，促使其膨脹並推動活塞，從而驅動曲軸。而與內燃機不同，反應引擎（如噴氣引擎）則是藉著排放反應質量來產生推力，這符合牛頓的第三運動定律。除了熱引擎，電動馬達則是將電能轉換為機械運動，氣動馬達則使用壓縮空氣，此外，上發條玩具的發條馬達則使用彈性能。生物系統中的分子馬達，如肌肉中的肌球蛋白，則利用化學能來創造力量並最終產生運動（這是一種化學引擎，但非熱引擎）。
在化學熱引擎中，若以空氣（環境大氣氣體）作為燃料反應的一部分，則這種引擎被視為吸氣引擎。設計用於地球大氣層外運作的化學熱引擎（如火箭，深潛潛艇）則需要攜帶額外的燃料組件稱為氧化劑（雖然存在適合用於火箭的超氧化劑，例如氟，這是一種比氧更強的氧化劑）；或者其應用需要通過非化學手段來獲取得熱，如核反應來獲取熱量。
所有化學燃料熱引擎都會排放廢氣。最乾淨的引擎只會排放水。嚴格的零排放通常意味著除了水和水蒸氣之外不產生任何排放物。
僅有以純氫（燃料）與純氧（氧化劑）燃燒的熱引擎才能達到嚴格定義上的零排放（實際上，這是一種火箭引擎）。若氫與空氣（所有吸氣引擎）一起燃燒，則大氣中的氧氣與氮氣會發生側反應，產生少量的氮氧化物（NOx）。若燃燒碳氫化合物（如酒精或汽油），則會排放二氧化碳，這是一種溫室氣體。氫和氧氣可以通過燃料電池反應成水，而不會產生NOx的副產品，但這是一種電化學引擎，而非熱引擎。
技術與歷史
“引擎”這個詞來自古法語“engin”，源自拉丁文“ingenium”，這是“聰明”的詞根。工業革命期間，許多機械裝置被稱為引擎，例如蒸汽引擎。然而，最初的蒸汽引擎如托馬斯·薩利維（Thomas Savery）所發明的並不是機械引擎，而是泵。這樣看來，最早的消防車只是一個水泵，這個引擎是由馬匹運送到火災現場的。在現代用法中，引擎通常指呼燃或以其他方式消耗燃料來通過施加扭矩或線性力（通常以推力的形式）來做功的裝置。
以熱能轉化為運動的裝置通常簡稱為引擎。典型的燃料驅動引擎包括熟悉的汽車汽油和柴油引擎，以及渦軸引擎。而產生推力的引擎包括渦扇引擎和火箭。內燃機發明時，“馬達”這一術語最初用來區分當時廣泛使用的蒸汽引擎，因為後者用於火車和其他如蒸汽壓路機的交通工具。“馬達”這個詞源於拉丁文“moto”，意思是“使運動”或“保持運動”。因此，馬達是一個賦予運動的裝置。馬達與引擎在標準英語中是可以互换使用的。
沒有化學變化的馬達可被視為依賴電力、空氣或液壓壓力驅動的設備，並未改變能量來源的化學成分。
簡言之，引擎創造力量來對流體的流動或壓力變化進行轉換，而馬達則是從外部獲取能量並將其轉化為機械能。相較之下，引擎則是直接從燃燒化學反應中產生力量。
整體來看，隨著不斷的技術進步，引擎的運作與運用開始有了深遠的變化，從古代的簡單設備到現代的高科技引擎系統。這樣的變化讓我們不禁思考，未來的引擎技術將如何進一步演進，會不會對我們的生活帶來更深遠的影響？
