Căldura specifică de ardere a combustibilului și a materialelor combustibile. Energia combustibilului

Tabelele prezintă căldura specifică masei de ardere a combustibilului (lichid, solid și gazos) și a altor materiale combustibile. S-au luat în considerare următorii combustibili: cărbune, lemn de foc, cocs, turbă, kerosen, petrol, alcool, benzină, gaze naturale etc.

Lista de mese:

În timpul reacției exoterme de oxidare a combustibilului, energia sa chimică este transformată în energie termică cu eliberarea unei anumite cantități de căldură. Rezultați energie termală se numește de obicei căldura de ardere a combustibilului. Depinde de compoziția sa chimică, umiditate și este principala. Căldura de ardere a combustibilului la 1 kg de masă sau 1 m 3 de volum formează masa sau căldura specifică volumetrică de ardere.

Căldura specifică de ardere a unui combustibil este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a unei unități de masă sau de volum de combustibil solid, lichid sau gazos. ÎN Sistemul internațional unități, această valoare este măsurată în J/kg sau J/m 3.

Căldura specifică de ardere a unui combustibil poate fi determinată experimental sau calculată analitic. Metodele experimentale pentru determinarea puterii calorice se bazează pe măsurarea practică a cantității de căldură eliberată atunci când arde un combustibil, de exemplu într-un calorimetru cu un termostat și o bombă cu ardere. Pentru combustibilul cu o compoziție chimică cunoscută, căldura specifică de ardere poate fi determinată folosind formula periodică.

Există călduri specifice de ardere mai mari și mai mici. Puterea calorică mai mare este număr maxim căldura degajată în timpul arderii complete a combustibilului, ținând cont de căldura consumată la evaporarea umidității conținute în combustibil. Puterea calorică netă mai putin decat valoarea mai mare cu cantitatea de căldură de condensare, care se formează din umiditatea combustibilului și hidrogenul masei organice, care se transformă în apă în timpul arderii.

Pentru a determina indicatorii de calitate a combustibilului, precum și în calculele termice utilizați de obicei căldură specifică de ardere mai mică, care este cea mai importantă caracteristică termică și de performanță a combustibilului și este prezentată în tabelele de mai jos.

Căldura specifică de ardere a combustibililor solizi (cărbune, lemn de foc, turbă, cocs)

Tabelul prezintă valorile căldurii specifice de ardere a combustibilului solid uscat în dimensiunea MJ/kg. Combustibilul din tabel este aranjat după nume, în ordine alfabetică.

Dintre combustibilii solizi luați în considerare, cărbunele de cocsificare are cea mai mare putere calorică - căldura sa specifică de ardere este de 36,3 MJ/kg (sau în unități SI 36,3·10 6 J/kg). În plus, puterea calorică ridicată este caracteristică cărbunelui, antracitului, cărbunelui și cărbunelui brun.

Combustibilii cu eficiență energetică scăzută includ lemnul, lemnul de foc, praful de pușcă, măcinarea turbei și șisturile petroliere. De exemplu, căldura specifică de ardere a lemnului de foc este de 8,4...12,5, iar cea a prafului de pușcă este de doar 3,8 MJ/kg.

Căldura specifică de ardere a combustibililor solizi (cărbune, lemn de foc, turbă, cocs)
Combustibil
Antracit 26,8…34,8
Pelete de lemn (pelete) 18,5
Lemn de foc uscat 8,4…11
Lemn de foc uscat de mesteacan 12,5
Cocs de gaz 26,9
Blast coca 30,4
Semi-cocs 27,3
Pudra 3,8
Ardezie 4,6…9
șisturi bituminoase 5,9…15
Combustibil solid pentru rachete 4,2…10,5
Turbă 16,3
Turbă fibroasă 21,8
Turbă măcinată 8,1…10,5
Pesmet de turbă 10,8
Cărbune brun 13…25
Cărbune brun (brichete) 20,2
Cărbune brun (praf) 25
Cărbune de Donețk 19,7…24
Cărbune 31,5…34,4
Cărbune 27
Cărbune cocsificabil 36,3
Cărbune de Kuznetsk 22,8…25,1
Cărbune din Chelyabinsk 12,8
cărbune Ekibastuz 16,7
Frestorf 8,1
Zgură 27,5

Căldura specifică de ardere a combustibililor lichizi (alcool, benzină, kerosen, ulei)

Este furnizat un tabel cu căldura specifică de ardere a combustibilului lichid și altele lichide organice. Trebuie remarcat faptul că combustibilii precum benzina, motorina și uleiul au o degajare mare de căldură în timpul arderii.

Căldura specifică de ardere a alcoolului și acetonei este semnificativ mai mică decât combustibilii tradiționali. În plus, combustibilul lichid pentru rachete are o putere calorică relativ scăzută și, la arderea completă a 1 kg din aceste hidrocarburi, se va degaja o cantitate de căldură egală cu 9,2, respectiv 13,3 MJ.

Căldura specifică de ardere a combustibililor lichizi (alcool, benzină, kerosen, ulei)
Combustibil Căldura specifică de ardere, MJ/kg
Acetonă 31,4
Benzină A-72 (GOST 2084-67) 44,2
Benzină de aviație B-70 (GOST 1012-72) 44,1
Benzină AI-93 (GOST 2084-67) 43,6
Benzen 40,6
Combustibil diesel de iarnă (GOST 305-73) 43,6
Combustibil diesel de vară (GOST 305-73) 43,4
Combustibil lichid pentru rachete (kerosen + oxigen lichid) 9,2
Kerosenul de aviație 42,9
Kerosen pentru iluminat (GOST 4753-68) 43,7
Xilen 43,2
Păcură cu conținut ridicat de sulf 39
Păcură cu conținut scăzut de sulf 40,5
Păcură cu conținut scăzut de sulf 41,7
Păcură sulfuroasă 39,6
Alcool metilic (metanol) 21,1
Alcool n-butilic 36,8
Ulei 43,5…46
Ulei metan 21,5
Toluen 40,9
Spirit alb (GOST 313452) 44
Etilen glicol 13,3
Alcool etilic (etanol) 30,6

Căldura specifică de ardere a combustibililor gazoși și a gazelor combustibile

Este prezentat un tabel cu căldura specifică de ardere a combustibilului gazos și a altor gaze combustibile în dimensiunea MJ/kg. Dintre gazele luate în considerare, are cea mai mare masă de căldură specifică de ardere. Arderea completă a unui kilogram din acest gaz va elibera 119,83 MJ de căldură. De asemenea, combustibilul precum gazul natural are o putere calorică mare - căldura specifică de ardere a gazelor naturale este de 41...49 MJ/kg (pentru gazul pur este de 50 MJ/kg).

Căldura specifică de ardere a combustibilului gazos și a gazelor combustibile (hidrogen, gaz natural, metan)
Combustibil Căldura specifică de ardere, MJ/kg
1-Butene 45,3
Amoniac 18,6
Acetilenă 48,3
Hidrogen 119,83
Hidrogen, amestec cu metan (50% H2 și 50% CH4 în greutate) 85
Hidrogen, amestec cu metan și monoxid de carbon (33-33-33% în greutate) 60
Hidrogen, amestec cu monoxid de carbon (50% H2 50% CO2 în greutate) 65
Gaz de furnal 3
Gaz cuptor de cocs 38,5
Gaz de hidrocarburi lichefiate GPL (propan-butan) 43,8
izobutan 45,6
Metan 50
n-butan 45,7
n-hexan 45,1
n-Pentan 45,4
Gaz asociat 40,6…43
Gaz natural 41…49
Propadienă 46,3
propan 46,3
propilenă 45,8
Propilenă, amestec cu hidrogen și monoxid de carbon (90%-9%-1% în greutate) 52
etan 47,5
Etilenă 47,2

Căldura specifică de ardere a unor materiale combustibile

Este prevăzut un tabel al căldurii specifice de ardere a unor materiale combustibile (lemn, hârtie, plastic, paie, cauciuc etc.). Trebuie remarcate materialele cu degajare mare de căldură în timpul arderii. Aceste materiale includ: cauciuc tipuri variate, polistiren expandat (spumă), polipropilenă și polietilenă.

Căldura specifică de ardere a unor materiale combustibile
Combustibil Căldura specifică de ardere, MJ/kg
Hârtie 17,6
Imitaţie de piele 21,5
Lemn (bare cu 14% umiditate) 13,8
Lemn în stive 16,6
lemn de stejar 19,9
Lemn de molid 20,3
Lemn verde 6,3
Lemn de pin 20,9
Capron 31,1
Produse carbolite 26,9
Carton 16,5
Cauciuc stiren butadien SKS-30AR 43,9
Cauciuc natural 44,8
Cauciuc sintetic 40,2
Cauciuc SKS 43,9
Cauciuc cloropren 28
Linoleum cu clorură de polivinil 14,3
Linoleum cu dublu strat de clorură de polivinil 17,9
Linoleum cu clorură de polivinil pe bază de pâslă 16,6
Linoleum pe bază de clorură de polivinil 17,6
Linoleum pe bază de clorură de polivinil 20,3
Linoleum din cauciuc (Relin) 27,2
Parafină parafină 11,2
Spumă de polistiren PVC-1 19,5
Plastic spumă FS-7 24,4
Plastic spumă FF 31,4
PSB-S din polistiren expandat 41,6
Spuma poliuretanica 24,3
Placi de fibre 20,9
Clorura de polivinil (PVC) 20,7
Policarbonat 31
Polipropilenă 45,7
Polistiren 39
Polietilenă de înaltă presiune 47
Polietilenă de joasă presiune 46,7
Cauciuc 33,5
Ruberoid 29,5
Funingine de canal 28,3
Fân 16,7
Paie 17
sticla organica (plexiglas) 27,7
Textolit 20,9
Tol 16
TNT 15
Bumbac 17,5
Celuloză 16,4
Lână și fibre de lână 23,1

Surse:

  1. GOST 147-2013 Combustibil mineral solid. Determinarea puterii calorice superioare și calculul puterii calorifice inferioare.
  2. GOST 21261-91 Produse petroliere. Metodă de determinare a puterii calorifice superioare și de calculare a puterii calorifice inferioare.
  3. GOST 22667-82 Gaze naturale inflamabile. Metoda de calcul pentru determinarea puterii calorice, a densității relative și a numărului Wobbe.
  4. GOST 31369-2008 Gaze naturale. Calculul puterii calorice, densității, densității relative și numărului Wobbe pe baza compoziției componentelor.
  5. Zemsky G. T. Proprietăți inflamabile ale anorganice și materiale organice: carte de referință M.: VNIIPO, 2016 - 970 p.

Când o anumită cantitate de combustibil este arsă, se eliberează o cantitate măsurabilă de căldură. Conform Sistemului Internațional de Unități, valoarea este exprimată în Jouli pe kg sau m 3. Dar parametrii pot fi calculați și în kcal sau kW. Dacă valoarea este legată de o unitate de măsură a combustibilului, se numește specifică.

Ce afectează puterea calorică a diverșilor combustibili? Care este valoarea indicatorului pentru substanțele lichide, solide și gazoase? Răspunsurile la întrebările de mai sus sunt descrise în detaliu în articol. În plus, am pregătit un tabel care afișează căldura specifică de ardere a materialelor - aceste informații vor fi utile atunci când alegeți un tip de combustibil cu energie ridicată.

Eliberarea de energie în timpul arderii ar trebui să fie caracterizată de doi parametri: eficiență ridicată și absența producerii de substanțe nocive.

Combustibilul artificial se obține prin prelucrarea combustibilului natural. Indiferent de starea de agregare, substanțele din compoziția lor chimică au o parte inflamabilă și neinflamabilă. Primul este carbonul și hidrogenul. Al doilea este format din apă, săruri minerale, azot, oxigen și metale.

De starea de agregare combustibilul este împărțit în lichid, solid și gaz. Fiecare grup se ramifică în continuare într-un subgrup natural și artificial (+)

Când 1 kg din acest „amestec” este ars, se eliberează cantități diferite energie. Cât de mult din această energie este eliberată depinde de proporțiile acestor elemente - partea combustibilă, umiditatea, conținutul de cenușă și alte componente.

Căldura de ardere a combustibilului (TCF) este formată din două niveluri - cel mai înalt și cel mai scăzut. Primul indicator este obținut din cauza condensului apei; în al doilea, acest factor nu este luat în considerare.

Cel mai mic TCT este necesar pentru a calcula necesarul de combustibil și costul acestuia; cu ajutorul unor astfel de indicatori, se întocmesc bilanțele termice și se determină eficiența instalațiilor de ardere a combustibilului.

TST poate fi calculat analitic sau experimental. Dacă compoziție chimică combustibilul este cunoscut, se aplică formula periodică. Tehnicile experimentale se bazează pe măsurarea efectivă a căldurii din arderea combustibilului.

În aceste cazuri, se folosește o bombă specială cu ardere - una calorimetrică, împreună cu un calorimetru și un termostat.

Caracteristicile calculelor sunt individuale pentru fiecare tip de combustibil. Exemplu: TCT la motoarele cu ardere internă se calculează din valoarea cea mai mică, deoarece lichidul nu se condensează în cilindri.

Parametrii substanțelor lichide

Materialele lichide, precum cele solide, sunt descompuse în următoarele componente: carbon, hidrogen, sulf, oxigen, azot. Procentul este exprimat în greutate.

Balastul organic intern al combustibilului este format din oxigen și azot; aceste componente nu ard și sunt incluse în compoziție în mod condiționat. Balastul extern este format din umiditate și cenușă.

Benzina are o căldură specifică de ardere ridicată. În funcție de marcă, este de 43-44 MJ.

Indicatori similari ai căldurii specifice de ardere sunt determinați pentru kerosenul de aviație - 42,9 MJ. Motorina se incadreaza si in categoria liderilor ca putere calorica - 43,4-43,6 MJ.

Combustibilul lichid pentru rachete și etilenglicolul se caracterizează prin valori TCT relativ scăzute. Alcoolul și acetona au căldura specifică minimă de ardere. Performanța lor este semnificativ mai mică decât cea a combustibilului tradițional pentru motor.

Proprietățile combustibililor gazoși

Combustibilul gazos constă din monoxid de carbon, hidrogen, metan, etan, propan, butan, etilenă, benzen, hidrogen sulfurat și alte componente. Aceste cifre sunt exprimate ca procent în volum.

Hidrogenul are cea mai mare căldură de ardere. Când este ars, un kilogram de substanță eliberează 119,83 MJ de căldură. Dar are un grad mai mare de explozibilitate

Gazele naturale au, de asemenea, puteri calorice ridicate.

Ele sunt egale cu 41-49 MJ pe kg. Dar, de exemplu, metanul pur are o putere calorică mai mare - 50 MJ pe kg.

Tabel comparativ al indicatorilor

Tabelul prezintă valorile căldurii specifice masei de ardere a combustibililor lichizi, solizi și gazoși.

Tipul de combustibil Unitate Schimbare Căldura specifică de ardere
MJ kW kcal
Lemn de foc: stejar, mesteacan, frasin, fag, carpenkg15 4,2 2500
Lemn de foc: zada, pin, molidkg15,5 4,3 2500
Cărbune brunkg12,98 3,6 3100
Cărbunekg27,00 7,5 6450
Cărbunekg27,26 7,5 6510
Antracitkg28,05 7,8 6700
Pelete de lemnkg17,17 4,7 4110
Pelete de paiekg14,51 4,0 3465
Pelete de floarea soareluikg18,09 5,0 4320
Rumeguşkg8,37 2,3 2000
Hârtiekg16,62 4,6 3970
Vita de viekg14,00 3,9 3345
Gaz naturalm 333,5 9,3 8000
Gaz lichefiatkg45,20 12,5 10800
Benzinăkg44,00 12,2 10500
Dis. combustibilkg43,12 11,9 10300
Metanm 350,03 13,8 11950
Hidrogenm 3120 33,2 28700
Kerosenulkg43.50 12 10400
Păcurăkg40,61 11,2 9700
Uleikg44,00 12,2 10500
propanm 345,57 12,6 10885
Etilenăm 348,02 13,3 11470

Tabelul arată că hidrogenul are cei mai mari indicatori TST dintre toate substanțele, nu doar cele gazoase. Aparține combustibililor cu energie ridicată.

Produsul arderii hidrogenului este apa obișnuită. Procesul nu eliberează zgură de cuptor, cenușă, monoxid de carbon sau dioxid de carbon, ceea ce face din substanță un combustibil prietenos cu mediul. Dar este exploziv și are o densitate scăzută, așa că acest combustibil este greu de lichefiat și transportat.

Concluzii și video util pe această temă

Despre puterea calorică a diferitelor tipuri de lemn. Comparația indicatorilor pe m 3 și kg.

TCT este cea mai importantă caracteristică termică și operațională a combustibilului. Acest indicator este utilizat în diferite domenii ale activității umane: motoare termice, centrale electrice, industrie, încălzire și gătit.

Valorile calorifice ajută la compararea diferitelor tipuri de combustibil în funcție de gradul de energie eliberat, la calcularea masei necesare de combustibil și la economisirea costurilor.

Aveți ceva de adăugat sau aveți întrebări cu privire la puterea calorică? tipuri diferite combustibil? Puteți lăsa comentarii la publicație și puteți participa la discuții - formularul de contact este în blocul de jos.

(Fig. 14.1 - Puterea calorică
capacitatea de combustibil)

Acordați atenție puterii calorice (căldura specifică de ardere) a diferitelor tipuri de combustibil, comparați indicatorii. Puterea calorică a combustibilului caracterizează cantitatea de căldură degajată în timpul arderii complete a combustibilului cu greutatea de 1 kg sau volumul 1 m³ (1 l). Cel mai adesea, puterea calorică este măsurată în J/kg (J/m³; J/l). Cu cât căldura specifică de ardere a combustibilului este mai mare, cu atât consumul acestuia este mai mic. Prin urmare, puterea calorică este una dintre cele mai semnificative caracteristici ale combustibilului.

Căldura specifică de ardere a fiecărui tip de combustibil depinde de:

  • Din componentele sale inflamabile (carbon, hidrogen, sulf combustibil volatil etc.).
  • Din conținutul de umiditate și cenușă.
Tabelul 4 - Căldura specifică de ardere a diferiților purtători de energie, analiza comparativa cheltuieli.
Tip de purtător de energie Valoare calorica Volumetric
densitatea materiei
(ρ=m/V)
Preț unitar
combustibil standard
Coeff.
acțiune utilă
(eficiența) sistemului
Incalzi, %
Pret per
1 kWh
Sisteme implementate
MJ kWh
(1MJ=0,278kWh)
Electricitate - 1,0 kWh - 3,70 rub. pe kWh 98% 3,78 frecare. Încălzire, alimentare cu apă caldă (ACM), aer condiționat, gătit
Metan
(CH4, temperatura
punctul de fierbere: -161,6 °C)
39,8 MJ/m³ 11,1 kWh/m³ 0,72 kg/m³ 5,20 frecții. pe m³ 94% 0,50 frecții.
propan
(C3H8, temperatură
punct de fierbere: -42,1 °C)
46,34
MJ/kg
23,63
MJ/l
12,88
kWh/kg
6,57
kWh/l
0,51 kg/l 18.00 rub. hol 94% 2,91 rub. Încălzire, alimentare cu apă caldă (ACM), gătit, alimentare de rezervă și permanentă, fosă septică autonomă (canal), încălzitoare de exterior cu infraroșu, grătare în aer liber, șeminee, băi, iluminat de designer
Butan
C4H10, temperatura
punct de fierbere: -0,5 °C)
47,20
MJ/kg
27,38
MJ/l
13,12
kWh/kg
7,61
kWh/l
0,58 kg/l 14.00 rub. hol 94% 1,96 frecții. Încălzire, alimentare cu apă caldă (ACM), gătit, alimentare de rezervă și permanentă, fosă septică autonomă (canal), încălzitoare de exterior cu infraroșu, grătare în aer liber, șeminee, băi, iluminat de designer
Propan-butan
(GPL - lichefiat
hidrocarburi gazoase)
46,8
MJ/kg
25,3
MJ/l
13,0
kWh/kg
7,0
kWh/l
0,54 kg/l 16.00 rub. hol 94% 2,42 frecare. Încălzire, alimentare cu apă caldă (ACM), gătit, alimentare de rezervă și permanentă, fosă septică autonomă (canal), încălzitoare de exterior cu infraroșu, grătare în aer liber, șeminee, băi, iluminat de designer
Combustibil diesel 42,7
MJ/kg
11,9
kWh/kg
0,85 kg/l 30.00 rub. pe kg 92% 2,75 frecții. Încălzire (încălzirea apei și generarea de energie electrică este foarte scumpă)
Lemn de foc
(mesteacăn, umiditate - 12%)
15,0
MJ/kg
4,2
kWh/kg
0,47-0,72 kg/dm³ 3.00 rub. pe kg 90% 0,80 frecții. Încălzire (incomod pentru a găti alimente, aproape imposibil să obțineți apă fierbinte)
Cărbune 22,0
MJ/kg
6,1
kWh/kg
1200-1500 kg/m³ 7,70 rub. pe kg 90% 1,40 frecții. Incalzi
Gaz MAPP (amestec de gaz petrolier lichefiat - 56% cu metil acetilenă-propadienă - 44%) 89,6
MJ/kg
24,9
kWh/m³
0,1137 kg/dm³ -R. pe m³ 0% Încălzire, alimentare cu apă caldă (ACM), gătit, alimentare de rezervă și permanentă, fosă septică autonomă (canal), încălzitoare de exterior cu infraroșu, grătare în aer liber, șeminee, băi, iluminat de designer

(Fig. 14.2 - Căldura specifică de ardere)

Conform tabelului „Căldura specifică de combustie a diverșilor purtători de energie, analiza comparativă a costurilor”, propan-butan (gaz petrolier lichefiat) este inferior ca beneficii economice și perspective de utilizare numai gazului natural (metan). Cu toate acestea, trebuie acordată atenție tendinței de creștere inevitabilă a costului gazului principal, care este în prezent subestimată semnificativ. Analiştii prevăd o reorganizare inevitabilă a industriei, care va duce la o creştere semnificativă a preţului gazelor naturale, poate chiar depăşind costul motorinei.

Astfel, gazul petrolier lichefiat, al cărui cost va rămâne practic neschimbat, rămâne extrem de promițător - soluția optimă pentru sistemele autonome de gazeificare.

    căldură specifică de ardere - căldura specifică— Subiecte industria petrolului și gazelor Sinonime capacitate termică specifică EN căldură specifică ...

    Cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a 1 kg de combustibil. Căldura specifică de ardere a combustibilului este determinată experimental și este cea mai importantă caracteristică a combustibilului. Vezi și: Dicționar financiar de combustibil Finam... Dicţionar financiar

    căldura specifică de ardere a turbei prin bombă- Caldura mai mare de ardere a turbei, tinand cont de caldura de formare si dizolvare a acizilor sulfuric si azotic in apa. [GOST 21123 85] Inadmisibil, nerecomandat puterea calorică a turbei pentru o bombă Subiecte turbă Termeni generali proprietățile turbei EN ... ... Ghidul tehnic al traducătorului

    căldură specifică de ardere (combustibil)- 3.1.19 căldură specifică de ardere (combustibil): cantitatea totală de energie eliberată în condiții reglementate de ardere a combustibilului. Sursă …

    Căldura specifică de ardere a turbei prin bombă- 122. Căldura specifică de ardere a turbei prin bombă Căldura mai mare de ardere a turbei ținând cont de căldura de formare și dizolvare a acizilor sulfuric și azotic în apă Sursa: GOST 21123 85: Turbă. Termeni și definiții document original... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

    căldura specifică de ardere a combustibilului- 35 căldură specifică de ardere a combustibilului: cantitatea totală de energie eliberată în condițiile specificate de ardere a combustibilului. Sursa: GOST R 53905 2010: Economie de energie. Termeni și definiții document original... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

    Aceasta este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a unei unități de masă (pentru substanțe solide și lichide) sau volumetrică (pentru gaze) a unei substanțe. Măsurat în jouli sau calorii. Căldura de ardere pe unitatea de masă sau volum de combustibil, ... ... Wikipedia

    Enciclopedie modernă

    Căldura de ardere- (caldura de ardere, continut caloric), cantitatea de caldura degajata in timpul arderii complete a combustibilului. Există călduri specifice de ardere, călduri volumetrice etc. De exemplu, căldura specifică de ardere a cărbunelui este de 28 34 MJ/kg, benzina este de aproximativ 44 MJ/kg; volumetric...... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat

    Căldura specifică de ardere a combustibilului- Căldura specifică de ardere a unui combustibil: cantitatea totală de energie eliberată în condiții de ardere specificate...

În procesul evoluției sale, omenirea a învățat să obțină energie termică prin arderea diferitelor tipuri de combustibil. Cel mai simplu exemplu este un foc din lemn, care a fost aprins de oamenii primitivi, iar de atunci turba, cărbunele, benzina, petrolul, gazele naturale - toate acestea sunt tipuri de combustibil, ardere pe care o persoană primește energie termică. Deci, ce este căldura specifică de ardere?

De unde vine căldura în timpul procesului de ardere?

Procesul de ardere în sine este un proces chimic. reacție de oxidare. Majoritatea combustibililor conțin cantități mari de carbon C, hidrogen H, sulf S și alte substanțe. În timpul arderii, atomii de C, H și S se combină cu atomii de oxigen O 2 , rezultând molecule CO, CO 2, H 2 O, SO 2. În acest caz, există o separare cantitate mare energie termică pe care oamenii au învățat să o folosească în propriile lor scopuri.

Orez. 1. Tipuri de combustibil: cărbune, turbă, petrol, gaz.

Principala contribuție la degajarea de căldură este făcută de carbonul C. A doua cea mai mare contribuție la cantitatea de căldură este făcută de hidrogenul H.

Orez. 2. Atomii de carbon reacţionează cu atomii de oxigen.

Ce este căldura specifică de ardere?

Căldura specifică de ardere q este cantitate fizica egal cu cantitatea căldură degajată în timpul arderii complete a 1 kg de combustibil.

Formula pentru căldura specifică de ardere arată astfel:

$$q=(Q \peste m)$$

Q este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii combustibilului, J;

m—masa combustibilului, kg.

Unitatea de măsură pentru q în Sistemul Internațional de Unități (SI) este J/kg.

$$[q]=(J \peste kg)$$

Pentru a desemna valori mari ale lui q, se folosesc adesea unități de energie din afara sistemului: kilojulii (kJ), megajoulii (MJ) și gigajoulii (GJ).

Valorile lui q pentru diferite substanțe sunt determinate experimental.

Cunoscând q, putem calcula cantitatea de căldură Q care va rezulta din arderea combustibilului cu masa m:

Cum se măsoară căldura specifică de ardere?

Pentru măsurarea q se folosesc instrumente numite calorimetre (calor - căldură, metreo - măsură).

Un recipient cu o porțiune de combustibil este ars în interiorul dispozitivului. Recipientul se pune in apa cu masa cunoscuta. Ca urmare a arderii, căldura degajată încălzește apa. Mărimea masei de apă și modificarea temperaturii acesteia fac posibilă calcularea căldurii de ardere. În continuare, q se determină folosind formula de mai sus.

Orez. 3. Măsurarea căldurii specifice de ardere.

Unde puteți găsi valorile q

Informații despre valorile căldurii specifice de ardere pentru anumite tipuri de combustibil pot fi găsite în cărțile tehnice de referință sau în versiunile lor electronice pe resursele de internet. Acestea sunt de obicei prezentate în următorul tabel:

Căldura specifică de ardere, q

Resursele de combustibili moderni dovediți sunt limitate. Prin urmare, în viitor vor fi înlocuite cu alte surse de energie:

  • atomic, folosind energia reacțiilor nucleare;
  • solar, transformând energia luminii solare în căldură și electricitate;
  • vânt;
  • geotermal, folosind căldura izvoarelor termale naturale.

Ce am învățat?

Așadar, am aflat de ce se eliberează multă căldură atunci când arde combustibilul. Pentru a calcula cantitatea de căldură degajată în timpul arderii unei anumite mase m de combustibil, este necesar să se cunoască valoarea q - căldura specifică de ardere a acestui combustibil. Valorile lui q au fost determinate experimental prin metode calorimetrice și sunt date în cărțile de referință.

Test pe tema

Evaluarea raportului

Rata medie: 4.2. Evaluări totale primite: 65.



Acțiune