Скільки тепла виділяється при спалюванні різних видів. Теплові машини
Температура горіння вугілля вважається тим основним критерієм, який дозволяє уникнути помилок під час виборів палива. Саме від цієї величини залежить продуктивність котла, його якісна робота.
Варіант визначення температури
Взимку питання обігріву житлових приміщень особливо актуальне. У зв'язку із систематичним зростанням вартості теплоносіїв людям доводиться шукати альтернативні варіантивироблення теплової енергії.
Оптимальним способом для вирішення проблеми буде підбір твердопаливних котлів, які мають оптимальні виробничі характеристики, добре зберігають тепло.
Питома теплота згоряння кам'яного вугілля є фізичну величину, Що показує, скільки тепла здатне виділятися при повному згорянні кілограма палива. Для того, щоб котел працював тривалий час, важливо правильно підбирати до нього паливо. Питома теплота згоряння кам'яного вугілля висока (22 МДж/кг), тому цей вид палива вважається оптимальним для ефективної роботиказана.
Характеристики та властивості деревини
В даний час спостерігається тенденція переходу з установок, в основі яких був процес згоряння газу, на твердопаливні побутові опалювальні системи.
Не всі знають про те, що створення комфортабельного мікроклімату в будинку безпосередньо залежить від якості обраного палива. Як традиційний матеріал, що застосовується в таких опалювальних котлах, виділимо деревину.
У суворих кліматичних умовах, що характеризуються тривалою та холодною зимою, досить складно обігрівати деревиною житло весь опалювальний сезон. При різкому зниженні температури повітря власник котла змушений використовувати його на межі максимальних можливостей.
При виборі як тверде паливо деревини виникають серйозні проблеми та незручності. Насамперед зазначимо, що температура горіння вугілля набагато вища, ніж у деревини. Серед недоліків та висока швидкістьзгоряння дров, що створює серйозні труднощі під час експлуатації опалювального котла. Його власник змушений здійснювати постійний контроль наявності дров у топці, знадобиться досить велика їх кількість на опалювальний сезон.
Варіанти вугілля
Температура горіння значно вища, тому цей варіант палива є чудовою альтернативою для звичайних дров. Відзначимо і чудовий показник тепловіддачі, тривалість процесу горіння, незначна витрата палива. Існує кілька різновидів вугілля, пов'язаних зі специфікою видобутку, а також глибиною залягання в земних надрахСклад: кам'яний, бурий, антрацит.
Кожен із зазначених варіантів має свої відмінні якостіта характеристики, які дозволяють використовувати його у твердопаливних котлах. Температура горіння вугілля в печі буде мінімальною при використанні бурого, тому що в його складі міститься досить багато різноманітних домішок. Що ж до показників тепловіддачі, їх величина аналогічна деревині. Хімічна реакція горіння є екзотермічною, теплота згоряння вугілля має найвищий показник.
У кам'яного вугілля температура займання сягає 400 градусів. Причому теплота згоряння вугілля цього виду досить висока, тому цей вид палива широко використовують для обігріву житлових приміщень.
Максимальна ефективність антрациту. Серед недоліків такого палива виділимо його високу вартість. Температура горіння вугілля цього виду досягає 2250 градусів. Подібного показника немає у жодного твердого палива, що видобувається із земних надр.
Особливості печі, що працює на вугіллі
Подібний пристрій має конструктивні особливості, передбачає проведення реакції піролізу вугілля не відноситься до корисних копалин, він став продуктом людської діяльності.
Температура горіння вугілля становить 900 градусів, що супроводжується виділенням достатньої кількості теплової енергії. Якою є технологія створення такого дивовижного продукту? Суть полягає у певній обробці деревини, завдяки чому відбувається суттєва змінаїї структури, виділення з неї надмірної вологи. Здійснюється подібний процес у спеціальних печах. Принцип дії таких пристроїв ґрунтується на процесі піролізу. Пекти для отримання деревного вугілля складається з чотирьох базових компонентів:
- камери згоряння;
- укріпленої основи;
- димаря;
- відсіку вторинної переробки.
Хімічний процес
Після влучення в камеру відбувається поступове тління дров. Цей процес відбувається завдяки наявності в топці достатньої кількості газоподібного кисню, що підтримує горіння. У міру тління спостерігається виділення достатньої кількості тепла, перетворення надлишкової рідини на пару.
Дим, що виділяється у процесі реакції, йде у відсік вторинної переробки, там він повністю згоряє, відбувається виділення тепла. виконує кілька важливих функціональних завдань. З її допомогою утворюється деревне вугілля, а у приміщенні підтримується комфортна температура.
Але процес отримання подібного палива досить делікатний, і при найменшому зволіканні можливе повне згоряння дров. Необхідно в певний час витягувати з печі заготівлі, що обвуглилися.
Застосування деревного вугілля
При дотриманні технологічного ланцюжка виходить відмінний матеріал, який можна використовувати для повноцінного обігріву житлових приміщень під час зимового опалювального сезону. Безумовно, температура горіння кам'яного вугілля буде вищою, але не у всіх регіонах таке паливо доступне за ціною.
Горіння вугілля починається при температурі 1250 градусів. Наприклад, плавильна піч працює саме на деревному куті. Те полум'я, яке утворюється при подачі в піч повітря, легко розплавляє метал.
Створення оптимальних умов горіння
По причині високої температуривсі внутрішні елементи печі виконуються із спеціальної вогнетривкої цегли. Для їх укладання застосовують вогнетривку глину. При створенні спеціальних умовцілком можна отримати у печі температуру, що перевищує 2000 градусів. Кожен вид вугілля існує свій показник точки займання. Після досягнення цього показника важливо підтримувати температуру займання, безперервно подаючи в топку надмірну кількість кисню.
Серед недоліків даного процесу виділимо втрату тепла, адже частина енергії, що виділяється, йтиме через трубу. Це призводить до зниження температури топки. У ході експериментальних досліджень вченим вдалося встановити для різних видівпалива оптимальний надлишковий обсяг кисню. Завдяки вибору надлишку повітря можна розраховувати на повне згоряння палива. У результаті можна розраховувати мінімальні втрати теплової енергії.
Висновок
Порівняльну цінність палива оцінюють за його теплотворною здатністю, що вимірюється в калоріях. Враховуючи характеристики різних його видів, можна зробити висновок, що саме кам'яне вугілля є оптимальним видом твердого. Багато власників власних опалювальних систем намагаються використовувати котли, що працюють на змішаному паливі: твердому, рідкому, газоподібному.
У цьому уроці ми навчимося розраховувати кількість теплоти, що виділяє паливо під час згоряння. Крім того, розглянемо характеристику палива – питому теплоту згоряння.
Оскільки все наше життя засноване на русі, а рух здебільшого заснований на згорянні палива, то вивчення даної теми дуже важливе для розуміння теми «Теплові явища».
Після вивчення питань, пов'язаних з кількістю теплоти та питомою теплоємністю, перейдемо до розгляду кількості теплоти, що виділяється при спалюванні палива.
Визначення
Паливо- Речовина, яка в деяких процесах (горіння, ядерні реакції) виділяє тепло. Є джерелом енергії.
Паливо буває твердим, рідким та газоподібним(Рис. 1).
Рис. 1. Види палива
- До твердих видів палива відносять вугілля та торф.
- До рідких видів палива відносять нафту, бензин та інші нафтопродукти.
- До газоподібних видів палива відносять природний газ .
- Окремо можна виділити дуже поширене останнім часом ядерне паливо .
Згоряння палива – це хімічний процес, який є окисним. При згорянні атоми вуглецю з'єднуються з атомами кисню утворюючи молекули. Внаслідок цього виділяється енергія, яку і використовує людина у своїх цілях (рис. 2).
Рис. 2. Утворення вуглекислого газу
Для характеристики палива використовується така характеристика, як теплотворність. Теплотворність показує, скільки теплоти виділяється при згорянні палива (рис. 3). У фізиці теплотворності відповідає поняття питомої теплоти згоряння речовини.
Рис. 3. Питома теплота згоряння
Визначення
Питома теплота згоряння- фізична величина, що характеризує паливо, чисельно дорівнює кількості теплоти, що виділяється за повного згоряння палива.
Питому теплоту згоряння прийнято позначати буквою. Одиниці виміру:
У одиницях виміру відсутня , оскільки згоряння палива відбувається за незмінної температурі.
Питома теплота згоряння визначається дослідним шляхом з допомогою складних приладів. Проте задля вирішення завдань існують спеціальні таблиці. Нижче наведемо значення питомої теплоти згоряння деяких видів палива.
|
Речовина |
|
Таблиця 4. Питома теплота згоряння деяких речовин
З наведених величин видно, що з згорянні виділяється дуже багато теплоти, тому використовуються одиниці виміру (мегаджоули) і (гигаджоули).
Для обчислення кількості теплоти, що виділяється при згорянні палива, використовується така формула:
Тут: - Маса палива (кг), - Питома теплота згоряння палива ().
Наприкінці зауважимо, що більшість палива, що використовується людством, запасена за допомогою сонячної енергії. Вугілля, нафта, газ - усе це утворилося Землі завдяки впливу Сонця (рис. 4).
Рис. 4. Утворення палива
На наступному уроці ми поговоримо про закон збереження та перетворення енергії у механічних та теплових процесах.
переліклітератури
- Генденштейн Л.Е, Кайдалов А.Б., Кожевніков В.Б. / За ред. Орлова В.А., Ройзена І.І. Фізика 8. – К.: Мнемозіна.
- Перишкін А.В. Фізика 8. – М.: Дрофа, 2010.
- Фадєєва А.А., Засов А.В., Кисельов Д.Ф. Фізика 8. - М: Просвітництво.
- Інтернет-портал "festival.1september.ru" ()
- Інтернет-портал "school.xvatit.com" ()
- Інтернет-портал «stringer46.narod.ru» ()
Домашнє завдання
У таблицях представлена масова питома теплота згоряння палива (рідкого, твердого та газоподібного) та деяких інших горючих матеріалів. Розглянуто таке паливо, як: вугілля, дрова, кокс, торф, гас, нафту, спирт, бензин, природний газ тощо.
Перелік таблиць:
При екзотермічній реакції окиснення палива його хімічна енергія переходить у теплову з виділенням певної кількості теплоти. Теплову енергію, що утворюється, прийнято називати теплотою згоряння палива. Вона залежить від його хімічного складу, вологості та є основним . Теплота згоряння палива, віднесена на 1 кг маси або 1 м 3 об'єму, утворює масову або об'ємну питому теплоту згоряння.
Питомою теплотою згоряння палива називається кількість теплоти, що виділяється за повного згоряння одиниці маси чи обсягу твердого, рідкого чи газоподібного палива. У Міжнародній системі одиниць ця величина вимірюється Дж/кг або Дж/м 3 .
Питому теплоту згоряння палива можна визначити експериментально або аналітично обчислити.Експериментальні методи визначення теплотворної здатності засновані на практичному вимірюванні кількості теплоти, що виділилася при горінні палива, наприклад калориметрі з термостатом і бомбою для спалювання. Для палива з відомим хімічним складомпитому теплоту згоряння можна визначити за формулою Менделєєва.
Розрізняють найвищу та нижчу питомі теплоти згоряння.Вища теплота згоряння дорівнює максимальній кількості теплоти, що виділяється при повному згорянні палива, з урахуванням тепла витраченого на випаровування вологи, що міститься в паливі. Нижча теплота згоряння менша від значення вищої на величину теплоти конденсації, який утворюється з вологи палива і водню органічної маси, що перетворюється при горінні у воду.
Для визначення показників якості палива, а також у теплотехнічних розрахунках зазвичай використовують нижчу питому теплоту згоряння, яка є найважливішою тепловою та експлуатаційною характеристикоюпалива та наведена в таблицях нижче.
Питома теплота згоряння твердого палива (вугілля, дров, торфу, коксу)
У таблиці представлені значення питомої теплоти згоряння сухого твердого палива розмірності МДж/кг. Паливо у таблиці розташоване за назвою в алфавітному порядку.
Найбільшою теплотворною здатністюз розглянутих твердих видів палива має коксівне вугілля — його питома теплота згоряння дорівнює 36,3 МДж/кг (або одиницях СІ 36,3·10 6 Дж/кг). Крім того, висока теплота згоряння властива кам'яного вугілля, антрациту, деревного вугілляі вугілля бурому.
До палив з низькою енергоефективністю можна віднести деревину, дрова, порох, фрезторф, горючі сланці. Наприклад, питома теплота згоряння дров становить 8,4...12,5, а пороху - лише 3,8 МДж/кг.
| Паливо | |
|---|---|
| Антрацит | 26,8…34,8 |
| Гранули (пілети). | 18,5 |
| Дрова сухі | 8,4…11 |
| Дрова березові сухі | 12,5 |
| Кокс газовий | 26,9 |
| Кокс доменний | 30,4 |
| Напівкокс | 27,3 |
| Порох | 3,8 |
| Сланець | 4,6…9 |
| Сланці горючі | 5,9…15 |
| Тверде ракетне паливо | 4,2…10,5 |
| Торф | 16,3 |
| Торф волокнистий | 21,8 |
| Торф фрезерний | 8,1…10,5 |
| Торф'яна крихта | 10,8 |
| Вугілля буре | 13…25 |
| Вугілля буре (брикети) | 20,2 |
| Вугілля буре (пил) | 25 |
| Вугілля донецьке | 19,7…24 |
| Вугілля деревне | 31,5…34,4 |
| Вугілля кам'яне | 27 |
| Вугілля коксівне | 36,3 |
| Вугілля кузнецьке | 22,8…25,1 |
| Вугілля челябінське | 12,8 |
| Вугілля екібастузьке | 16,7 |
| Фрезторф | 8,1 |
| Шлак | 27,5 |
Питома теплота згоряння рідкого палива (спирту, бензину, гасу, нафти)
Наведено таблицю питомої теплоти згоряння рідкого палива та деяких інших органічних рідин. Слід зазначити, що високим тепловиділенням при згорянні відрізняються такі палива, як бензин, дизельне паливо і нафта.
Питома теплота згоряння спирту і ацетону значно нижча від традиційних моторних палив. Крім того, відносно низьким значенням теплоти згоряння має рідке ракетне паливо і при повному згорянні 1 кг цих вуглеводнів виділиться кількість теплоти, що дорівнює 9,2 і 13,3 МДж, відповідно.
| Паливо | Питома теплота згоряння, МДж/кг |
|---|---|
| Ацетон | 31,4 |
| Бензин А-72 (ГОСТ 2084-67) | 44,2 |
| Бензин авіаційний Б-70 (ГОСТ 1012-72) | 44,1 |
| Бензин АІ-93 (ГОСТ 2084-67) | 43,6 |
| Бензол | 40,6 |
| Дизельне зимове паливо (ГОСТ 305-73) | 43,6 |
| Дизельне літнє паливо (ГОСТ 305-73) | 43,4 |
| Рідке ракетне паливо (гас + рідкий кисень) | 9,2 |
| Гас авіаційний | 42,9 |
| Гас освітлювальний (ГОСТ 4753-68) | 43,7 |
| Ксилол | 43,2 |
| Мазут високосірчистий | 39 |
| Мазут малосірчистий | 40,5 |
| Мазут низькосірчистий | 41,7 |
| Мазут сірчистий | 39,6 |
| Метиловий спирт (метанол) | 21,1 |
| н-бутиловий спирт | 36,8 |
| Нафта | 43,5…46 |
| Нафта метанова | 21,5 |
| Толуол | 40,9 |
| Уайт-спірит (ГОСТ 313452) | 44 |
| Етиленгліколь | 13,3 |
| Етиловий спирт (етанол) | 30,6 |
Питома теплота згоряння газоподібного палива та горючих газів
Подано таблицю питомої теплоти згоряння газоподібного палива та деяких інших горючих газів у розмірності МДж/кг. З розглянутих газів найбільшою масовою питомою теплотою згоряння відрізняється. За повного згоряння одного кілограма цього газу виділиться 119,83 МДж тепла. Також висока теплотворна здатність має таке паливо, як природний газ — питома теплота згоряння природного газу дорівнює 41…49 МДж/кг (у чистого 50 МДж/кг).
| Паливо | Питома теплота згоряння, МДж/кг |
|---|---|
| 1-Бутен | 45,3 |
| Аміак | 18,6 |
| Ацетилен | 48,3 |
| Водень | 119,83 |
| Водень, суміш з метаном (50% H 2 і 50% CH 4 масою) | 85 |
| Водень, суміш з метаном та оксидом вуглецю (33-33-33% за масою) | 60 |
| Водень, суміш з оксидом вуглецю (50% H 2 50% CO 2 масою) | 65 |
| Газ доменних печей | 3 |
| Газ коксових печей | 38,5 |
| Газ зріджений вуглеводневий ЗВГ (пропан-бутан) | 43,8 |
| Вибутий | 45,6 |
| Метан | 50 |
| н-Бутан | 45,7 |
| н-Гексан | 45,1 |
| н-Пентан | 45,4 |
| Попутний газ | 40,6…43 |
| Природний газ | 41…49 |
| Пропадієн | 46,3 |
| Пропан | 46,3 |
| Пропілен | 45,8 |
| Пропілен, суміш з воднем та окисом вуглецю (90%-9%-1% за масою) | 52 |
| Етан | 47,5 |
| Етилен | 47,2 |
Питома теплота згоряння деяких горючих матеріалів
Наведено таблицю питомої теплоти згоряння деяких горючих матеріалів ( , деревина, папір, пластик, солома, гума тощо). Слід зазначити матеріали з високим тепловиділенням при згорянні. До таких матеріалів можна віднести: каучук різних типів, пінополістирол (пінопласт), поліпропілен та поліетилен.
| Паливо | Питома теплота згоряння, МДж/кг |
|---|---|
| Папір | 17,6 |
| Дерматін | 21,5 |
| Деревина (бруски вологістю 14%) | 13,8 |
| Деревина у штабелях | 16,6 |
| Деревина дубова | 19,9 |
| Деревина ялина | 20,3 |
| Деревина зелена | 6,3 |
| Деревина соснова | 20,9 |
| Капрон | 31,1 |
| Карболітові вироби | 26,9 |
| Картон | 16,5 |
| Каучук бутадієнстирольний СКС-30АР | 43,9 |
| Каучук натуральний | 44,8 |
| Каучук синтетичний | 40,2 |
| Каучук СКС | 43,9 |
| Каучук хлоропреновий | 28 |
| Лінолеум полівінілхлоридний | 14,3 |
| Лінолеум полівінілхлоридний двошаровий | 17,9 |
| Лінолеум полівінілхлоридний на повстяній основі | 16,6 |
| Лінолеум полівінілхлоридний на теплій основі | 17,6 |
| Лінолеум полівінілхлоридний на тканинній основі | 20,3 |
| Лінолеум гумовий (релін) | 27,2 |
| Парафін твердий | 11,2 |
| Пінопласт ПХВ-1 | 19,5 |
| Пінопласт ФС-7 | 24,4 |
| Пінопласт ФФ | 31,4 |
| Пінополістирол ПСБ-С | 41,6 |
| Пінополіуретан | 24,3 |
| Плита деревоволокниста | 20,9 |
| Полівінілхлорид (ПВХ) | 20,7 |
| Полікарбонат | 31 |
| Поліпропілен | 45,7 |
| Полістирол | 39 |
| Поліетилен високого тиску | 47 |
| Поліетилен низького тиску | 46,7 |
| Гума | 33,5 |
| Руберойд | 29,5 |
| Сажа канальна | 28,3 |
| Сіно | 16,7 |
| Соломо | 17 |
| Скло органічне (оргскло) | 27,7 |
| Текстоліт | 20,9 |
| Толь | 16 |
| Тротил | 15 |
| Бавовна | 17,5 |
| Целюлоза | 16,4 |
| Вовна та вовняні волокна | 23,1 |
Джерела:
- ГОСТ 147-2013 Паливо тверде мінеральне. Визначення вищої теплоти згоряння та розрахунок нижчої теплоти згоряння.
- ГОСТ 21261-91 Нафтопродукти. Метод визначення вищої теплоти згоряння та обчислення нижчої теплоти згоряння.
- ГОСТ 22667-82 Гази горючі природні. Розрахунковий метод визначення теплоти згоряння, відносної щільності та числа Воббе.
- ГОСТ 31369-2008 Газ природний. Обчислення теплоти згоряння, густини, відносної густини та числа Воббе на основі компонентного складу.
- Земський Г. Т. Вогненебезпечні властивості неорганічних та органічних матеріалів: довідник М.: ВНДІПО, 2016 - 970 с.
До речовин органічного походження відноситься паливо, яке при горінні виділяє певну кількість теплової енергії. Вироблення тепла має характеризуватись високим ККД та відсутністю побічних явищ, зокрема, речовин, шкідливих для здоров'я людини та навколишнього середовища.
Для зручності завантаження в топку деревний матеріал розрізають на окремі елементи довжиною до 30 см. Щоб підвищити ефективність їх використання, дрова повинні бути максимально сухими, а процес горіння - відносно повільним. За багатьма параметрами для опалення приміщень підходять дрова з таких листяних порід, як дуб і береза, ліщина та ясен, глід. Через високий вміст смоли, підвищену швидкість горіння і низьку теплотворність хвойні дерева в цьому плані значно поступаються.
Слід розуміти, що величину показника теплотворності впливає щільність деревини.
Це природний матеріалрослинного походження, що видобувається з осадової породи.
У такому вигляді твердого палива містяться вуглець та інші хімічні елементи. Існує розподіл матеріалу на типи залежно від його віку. Наймолодшим вважається буре вугілля, за ним іде кам'яне, а старше всіх інших типів – антрацит. Вік пального речовини визначається і його вологість, яка більшою мірою присутня в молодому матеріалі.
В процесі горіння вугілля відбувається забруднення навколишнього середовища, а на колосниках котла утворюється шлак, що створює певною мірою перешкоду для нормального горіння. Наявність сірки у матеріалі також є несприятливим для атмосфери чинником, оскільки у повітряному просторі цей елемент перетворюється на сірчану кислоту.
Однак, споживачі не повинні побоюватися за своє здоров'я. Виробники цього матеріалу, дбаючи про приватних клієнтів, прагнуть зменшити вміст у ньому сірки. Теплота згоряння може відрізнятися навіть у межах одного типу. Різниця залежить від характеристик підвиду та вмісту у ньому мінеральних речовин, а також географії видобутку. Як тверде паливо зустрічається не тільки чисте вугілля, а й низькозбагачений вугільний шлак, пресований в брикети.
Пелетами (паливними гранулами) називається тверде паливо, створене промисловим шляхом із деревних та рослинних відходів: стружки, кори, картону, соломи.
Подрібнена до стану потерті сировина висушується і засипається в гранулятор, звідки виходить у вигляді гранул певної форми. Для додавання масі в'язкості застосовують рослинний полімер – лігнін. Складність виробничого процесута високий попит формують вартість пелетів. Матеріал використовується у спеціально облаштованих котлах.
Різновиди палива визначаються залежно від того, з якого матеріалу вони перероблені:
- кругляка дерев будь-яких порід;
- соломи;
- торфу;
- соняшникова лушпиння.
Серед переваг, які мають паливні гранули, варто відзначити такі якості:
- екологічність;
- нездатність до деформації та стійкість до грибка;
- зручність зберігання навіть просто неба;
- рівномірність та тривалість горіння;
- щодо невисока вартість;
- можливість використання для різних опалювальних приладів;
- відповідний розмір гранул для автоматичного завантаження спеціально обладнаний котел.
Брикети
Брикетами називається тверде паливо, багато в чому схоже з пелетами. Для їх виготовлення використовуються ідентичні матеріали: тріска, стружка, торф, лушпиння та солома. Під час виробничого процесу сировина подрібнюється та за рахунок стиснення формується у брикети. Цей матеріал відноситься до екологічно чистого палива. Його зручно зберігати навіть на свіжому повітрі. Плавне, рівномірне та повільне горіння цього палива можна спостерігати як у камінах та печах, так і в опалювальних котлах.
Розглянуті вище різновиди екологічного твердого палива є гарною альтернативою для отримання тепла. У порівнянні з викопними джерелами теплової енергії, що неблаготворно впливають при горінні на навколишнє середовищеі тими, хто є, крім того, не поновлюваними, альтернативне паливо має явні переваги та відносно невисоку вартість, що є важливим для споживачів деяких категорій.
У той же час пожежна небезпека таких видів палива значно вища. Тому потрібно вжити деяких заходів безпеки щодо їх зберігання та використання вогнестійких матеріалів для стін.
Рідке та газоподібне паливо
Що стосується рідких та газоподібних горючих речовин, то ситуація тут така.
Всім відомо, що у нашому житті величезну роль відіграє використання палива. Паливо застосовують практично у будь-якій галузі сучасної промисловості. Особливо часто застосовується паливо, отримане з нафти: бензин, гас, соляр та інші. Також застосовують горючі гази (метан та інші).
Звідки береться енергія у палива
Відомо, що молекули складаються з атомів . Щоб розділити якусь молекулу (наприклад, молекулу води) на складові її атоми, потрібно витратити енергію (на подолання сил тяжіння атомів). Досліди показують, що при з'єднанні атомів у молекулу (це відбувається при спалюванні палива) енергія, навпаки, виділяється.
Як відомо, існує ще й ядерне паливо, але ми не говоритимемо про нього.
При згорянні палива виділяється енергія. Найчастіше це теплова енергія. Досліди показують, що кількість енергії, що виділилася, прямо пропорційна кількості згорілого палива.
Питома теплота згоряння
Для розрахунку цієї енергії використовують фізичну величину, яку називають питомою теплотою згоряння палива. Питома теплота згоряння палива вказує, яка енергія виділяється при згорянні одиничної маси палива.
Її позначають латинською літерою q.У системі СІ одиниця виміру цієї величини Дж/кг. Зазначимо, що кожне паливо має власну питому теплоту згоряння. Ця величина виміряна практично всім видів палива і під час вирішення завдань визначається по таблицям.
Наприклад, питома теплота згоряння бензину 46 000 000 Дж/кг, гас така ж, етилового спирту 27 000 000 Дж/кг. Неважко зрозуміти, що енергія, що виділилася при згорянні палива, дорівнює добутку маси цього палива та питомої теплоти згоряння палива:
Розглянемо приклади
Розглянемо приклад. 10 грамів етилового спирту згоріло у спиртовці за 10 хвилин. Знайдіть потужність спиртування.
Рішення.Знайдемо кількість теплоти, що виділилася при згорянні спирту:
Q = q * m; Q = 27000000 Дж / кг * 10 г = 27000000 Дж / кг * 0,01 кг = 270000 Дж.
Знайдемо потужність спиртування:
N = Q / t = 270000 Дж / 10 хв = 270000 Дж / 600 с = 450 Вт.
Розглянемо складніший приклад.Алюмінієву каструлю масою m1, заповнену водою масою m2, нагріли за допомогою примусу від температури t1 до температури t2 (00С< t1 < t2
Рішення.
Знайдемо кількість теплоти, отриману алюмінієм:
Q1 = c1 * m1 * (t1 t2);
знайдемо кількість теплоти, отриману водою:
Q2 = c2 * m2 * (t1 t2);
знайдемо кількість теплоти, отриману каструлею з водою:
знайдемо кількість теплоти, віддане згорілим бензином:
Q4 = Q3 / k * 100 = (Q1 + Q2) / k * 100 =
(c1 * m1 * (t1 t2) + c2 * m2 * (t1 t2)) / k * 100;
Завантаження...