В чем измеряется теплота сгорания: Теплотворная способность топлива — Что такое Теплотворная способность топлива?

Содержание

Что такое теплота сгорания топлива и от чего она зависит

Оглавление:

1. Что такое теплота сгорания топлива.
2. Теплота сгорания бензина.
3. Теплота сгорания керосина.
4. Теплота сгорания дизельного топлива. 

1. Что такое теплота сгорания топлива


Сегодня мы выясним, что такое «теплота сгорания топлива», определим ее показатели для разных видов горючего и что на них влияет.

По своей сути топливо – энергоноситель, который при определенных условиях выделяет некоторое количество тепловой энергии. Это зависит от содержания в нем окислителя. Химический состав топливной смеси и его состояния (газ, жидкость) определяет выделяемую энергию. Чем в большем количестве поступает энергия сгорания топлива, тем меньше расходуется горючего при неизменном показателе коэффициента полезного действия. При этом теплота сгорания классифицируется на высшую и низшую (в зависимости от количества израсходованной энергии и количества влаги).


Так, теплота сгорания топлива представляет собой основной показатель энергии, определяет количество полностью сгоревшего горючего и полученную при этом энергию. Для измерения применяют следующее обозначение: «Дж/м³»; «Дж/л».

Для сравнительных расчетов теплотворности различных видов топлива используют минимальное значение теплоты сгорания (29 308 кДж/кг).

Топливо

Удельная теплота сгорания

ккал

кВт

МДж

Мазут

9700

11,2

40,61

Дизельное топливо (солярка)

10 300

11,9

43,12

Метан

11 950

13,8

50,03

Газ сжиженный

10 800

12,5

45,20

Газ природный

8000

9,3

33,50

Бензин

10 500

12,2

44,00

Пропан

10 885

12,6

45,57

При этом стоит учитывать, что теплота сгорания зависит от множества критериев: влажности, сернистости, зольности.

2. Теплота сгорания бензина

Теплота сгорания бензина практически одинакова для различных марок. Она варьируется в пределах 43,5–44,5 кДж/кг. Данные показатели не зависят от октанового числа бензина и определяются составом топлива. При этом содержащийся в нем водород существенно снижает тепловую ценность бензина из-за возможности связывания с кислородом и образования влаги. 

3. Теплота сгорания керосина

Определить точные показатели теплоты сгорания керосина нельзя, так как процентное содержание додекана, тридекана, тетрадекана, пентадекана в каждой партии топлива отличается. Поэтому для различных групп удельная теплота сгорания керосина составляет 43000±1000 кДж/кг. Она обусловлена характеристиками нефти. При этом на теплоту сгорания влияют плотность и вязкость керосина, которые зависят от внешних температур. Отмечено, что при повышении температуры резко возрастает удельная теплоемкость.


4.

Теплота сгорания дизельного топлива

Основным показателем влияния на КПД моторов при использовании дизельного топлива служит теплота сгорания. Она определяет процент расхода топлива и показатели КПД. Так, при большом поступлении выделяемой энергии снижается потребление топлива и увеличивается КПД. Но теплота сгорания дизельного топлива напрямую зависит от наличия в составе воды и серы. Поэтому состав дизельного топлива регламентируется. В большинстве случаев теплота сгорания определяется в пределах от 39 200 до 43 300 кДж/кг в зависимости от характеристик используемой при производстве нефти.

Удельная теплота сгорания — формула и обозначения

Виды топлива

Человеку очень нужно тепло для всех процессов жизнедеятельности: например, для обогрева жилища, готовки, плавления металлов и получения других видов энергии. Чтобы получать тепло и свет, человек использует топливо. Когда люди впервые добыли огонь, без топлива тоже не обошлось — им послужила древесина.

Топливо — это любое вещество, выделяющее энергию в ходе сгорания.

Существует четыре группы видов топлива:

  • твердое топливо,
  • жидкое топливо,
  • газообразное топливо.

На самом деле есть еще четвертая группа — ядерное топливо, но в этом случае механизм получения энергии другой. О нем мы рассказали в статье про ядерный реактор.

К твердому топливу относятся:

  • древесина,
  • горючие сланцы,
  • уголь,
  • торф.

Ископаемые твердые виды топлива, кроме сланцев, являются продуктом разложения органической массы растений. Торф — самый молодой из них, он представляет собой плотную массу, которая образовалась из перегнивших болотных растений. Уже не такие молодые (скажем, средних лет 🤣) бурые угли — это темная однородная масса, которая окисляется и рассыпается на свежем воздухе. Горючие сланцы — полезные ископаемые, дающие смолу. Каменные угли — ребята с повышенной прочностью и небольшой пористостью.

Жидкое топливо — это, например, бензин или нефть. Газообразное — это смесь, содержащая в себе водород и окись углерода.

В горючей части топлива всегда есть углерод, кислород, водород, сера и азот. Кислород в соединении с углеродом или водородом уменьшает тепло, которое выделяется в процессе горения. Азот переходит в продукты сгорания, не окисляясь. Сера — вредная примесь, при сгорании которой выделяется в 4 раза меньше теплоты, чем при сгорании углерода.

Удельная теплота сгорания топлива

Удельная теплота сгорания определяет энергетическую ценность топлива. Эта величина фигурирует в формуле количества теплоты, выделяемого при сгорании топлива.

Количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива

Q = qm

Q — количество теплоты [Дж]

q — удельная теплота сгорания [Дж/м3]

m — масса [кг]

Удельная теплота сгорания — это табличная величина, которая показывает, какое количество энергии выделится при сгорании 1 кг топлива.

Ниже представлены таблицы с некоторыми значениями удельной теплоты сгорания.

Твердое топливо

Вещество

Удельная теплота сгорания,

МДж/кг

Бурый уголь

9,3

Древесный уголь

29,7

Сухие дрова

8,3

Древесные чурки

15,0

Каменный уголь

марки А-I

20,5

Каменный уголь

марки А-II

30,3

Кокс

30,3

Порох

3,0

Торф

15,0

Жидкое топливо

Вещество

Удельная теплота сгорания,

МДж/кг

Бензин, нефть

46,0

Дизельное топливо

42,0

Керосин

43,0

Мазут

40,0

Этиловый спирт

27,0

Газообразное топливо

Вещество

Удельная теплота сгорания,

МДж/м³

Водород

120,8

Генераторный газ

5,5

Коксовый газ

16,4

Природный газ

35,5

Светильный газ

21,0

Решение задач

Задачка простая

В топке паровой машины сгорело 50 кг каменного угля, удельная теплота сгорания которого равна 30 МДж/кг. Какое количество теплоты выделилось в этом процессе?

Решение

В условии задачи есть все необходимые данные, поэтому переводим их в СИ и подставляем в формулу.

СИ — международная система единиц. «Перевести в СИ» означает перевести все величины в метры, секунды и другие единицы измерения без приставок. Исключение — килограмм с приставкой «кило».

Переводим удельную теплоту сгорания в СИ:

30 МДж/кг = 30 000 000 Дж/кг

Подставляем значения в формулу:

Q = qm = 30 000 000 50 = 1 500 000 000 = 1500 МДж

Ответ: в процессе сгорания выделилось 1500 МДж.

Задачка сложная

Сколько килограммов воды можно нагреть на спиртовке при температуре 30°С, если сжечь в ней 21 грамм спирта? КПД спиртовки равен 30%.

Удельная теплота сгорания спирта — 2,9·107 Дж/кг.

Удельная теплоемкость воды — 4200 Дж/(кг·°С).

Решение

кг

Ответ: можно нагреть 1,45 кг воды.

Попробуйте подготовку к ЕГЭ по физике онлайн с опытным преподавателем в Skysmart!

Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) • Термодинамика — теплота • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыИмпульс (количество движения)Импульс силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Энергетическая плотность пропана составляет 46,44 МДж на килограмм

Общие сведения

Верблюды используют жир для получения из него воды.

Удельная теплота сгорания по массе — это энергия, которую измеряют относительно массы сгоревшего топлива. В этой статье описана энергия, полученная при сгорании топлива и во время обмена веществ в организме. К примеру, при сгорании определенного количества углеводорода, например, пропана, выделяется энергия, которую измеряют как удельную теплоту сгорания. В системе СИ эта величина измеряется в джоулях на килограмм, Дж/кг. Удельную теплоту сгорания по массе чаще всего вычисляют для тепла, полученного при сгорании углеводородного топлива, хотя ее также можно вычислить при сгорании любого другого топлива. Метан и бутан — примеры углеводородов.

Для горения топлива необходим кислород. Чаще всего, используется кислород из окружающего воздуха. В процессе сгорания топлива выделяется тепло, а вода и углекислый газ — побочные продукты горения. Углекислый газ приносит вред окружающей среде, поэтому так широко развивается энергетика из альтернативных источников, без использования процесса сгорания. Вода, наоборот — полезный побочный продукт. Животные, например верблюды, используют жир не только как источник энергии, но и в качестве внутреннего источника необходимой организму влаги, так как при его сгорании образуется вода.

Измерение удельной теплоты сгорания

Удельную теплоту сгорания можно измерить в калориметре — приборе, предназначенном для измерения выделяемого тепла. Бомбовый калориметр — один из таких приборов, чаще всего используемый для измерения энергии, полученной при сгорании топлива. Он состоит из: изолированной внутренней камеры сгорания, в которой сжигают топливо и которую иногда называют бомбой; устройства для зажигания топлива, в основном системы проводов с электровоспламенителем; и герметичной внешней камеры, в которой нагревается вода. Температуру этой воды измеряют для определения количества энергии, выделенной при сгорании топлива.

В США и Канаде в бензине содержится около 10% этилового спирта. Количество энергии в этиловом спирте примерно на 33% ниже, чем в «чистом» бензине. В результате, пройденное расстояние на таком топливе уменьшается на 3,3%.

Применение: удельная теплота сгорания топлива

Люди зависят от топлива в повседневной жизни, так как без топлива невозможна тепловая обработка пищи, обогрев и охлаждение помещений, работа техники и транспорта, освещение, и так далее. На данный момент большая часть топлива — углеводороды. Зная их удельную теплоту сгорания по массе, можно определить, какие виды топлива более экономичны. Чем больше энергии вырабатывается при сгорании определенного количества массы топлива, тем оно более экономично.

Горелка Micro-Jet питается от обычных одноразовых зажигалок, заправленных бутаном. Температура в горелке достигает 2500° С

Транспортные средства перевозят необходимое им топливо на борту, что, в свою очередь увеличивает их вес и, соответственно, затраты топлива. Для каждого транспортного средства существуют ограничения по количеству веса груза, поэтому чем экономичнее топливо, тем меньше его тратится на собственное перемещение, и тем больше топлива можно загрузить в этот транспорт. Для самолетов и судов на воздушных крыльях особенно важно, чтобы топливо выделяло как можно больше энергии, при сгорании единицы массы.

Весовые ограничения в самолетах

В самолетах главные топливные баки находятся в крыльях. Если необходимо большее количество топлива, то его заливают в баки в фюзеляже. Часто, из-за ограничений в весе в полет берут только топливо, необходимое для данного маршрута. Остальное свободное место используют для груза и пассажиров. Обычно маршруты планируют так, чтобы самолету не нужно было останавливаться на пути для дозаправки. То есть, в большинстве случаев максимальная продолжительность маршрута определяется максимально возможным количеством топлива на борту. Ограничения общего веса груза и необходимость перевозить топливо обусловливают ограничения по весу багажа, принятые авиакомпаниями. По этой же причине большинству пассажиров приходится платить за багаж с перевесом или за дополнительные чемоданы. Обычно самолет заправляют топливом, необходимым для рейса в один конец, но иногда из-за высокой цены топлива в некоторых аэропортах, авиакомпаниям выгоднее заправить топливо на дорогу туда и обратно — в этих случаях ограничения багажа по весу соблюдаются особенно строго.

Грузовые перевозки

Весовой расчет самолетов особенно важен при перевозках крупногабаритных грузов, особенно для самолетов, предназначенных для перевозки космических аппаратов. Космический аппарат обычно очень тяжелый и это означает необходимость иметь достаточно топлива на борту, чтобы его хватило для перелета на заданное расстояние.

На данный момент самый большой транспортный самолет, способный перевозить космические аппараты — это Ан-225 «Мрiя», построенный в СССР и ныне принадлежащий украинской авиакомпании Авиалинии Антонова. Изначально на нем перевозили космический корабль «Буран», но после распада СССР полеты «Бурана» больше не планировались, и надобность в его перевозках отпала. С 1994 по 2000 годы Ан-225 не использовали, но в 2000-м году его восстановили и доработали самолет так, чтобы он соответствовал мировым стандартам безопасности. С 2001 года его используют для перевозки крупногабаритных грузов. Ан-225 весит 250 тонн без груза, и может перевозить до 300 тонн груза. Максимальный взлетный вес этого самолета — 640 тонн, включая вес самого самолета. То есть, в него можно загрузить 640 – 250 – 300 = 90 тонн груза при полных баках топлива. Для сравнения, если бы Ан-225 перевозил пассажиров, то 50 тонн из этих 90 занимали бы 500 пассажиров с багажом (из расчета по 100 кг на пассажира и его багаж). Полные баки топлива нужны далеко не всегда. С минимальным количеством топлива, нужным для коротких расстояний, в Ан-225 можно загрузить до 250 тонн груза.

На данный момент самый тяжелый груз, который перевозил Aн-225 — 4 танка, которые в сумме весили 254 тонны. С таким грузом он может пролететь на расстояние 1 000 километров, с 640 – 254 – 300 = 86 тоннами горючего. Сейчас существует только один такой самолет, второй экземпляр недостроен. Ан-225 перевез много интересных и полезных грузов, например продукты и другую гуманитарную помощь для жертв стихийных бедствий, продовольствие и предметы снабжения для военных, локомотивы, генераторы, ветряные турбины, и другие крупногабаритные и тяжелые грузы.

Боинг 777-236/ER может перевозить на борту до 120 тонн топлива и до 440 пассажиров. Такая загрузка самолета позволяет ему находиться в воздухе около 15 часов.

Пассажирские самолеты

Подобным образом можно также вычислить вес грузов, которые могут перевозить пассажирские самолеты. Например, Боинг 777-236/ER на фотографии весит 138 тонн без груза. Он может поднять на взлете до 298 тонн. В нем помещается 440 пассажиров, то есть при максимальной загрузке пассажиры и их багаж весят 400 × 100 кг = 40 000 кг или 40 тонн. На топливо и дополнительный багаж остается 298 – 40 – 138 = 120 тонн.

Потребление топлива в этом самолете меняется во время самого полета и от полета к полету, в зависимости от типа полета, общего веса, который изменяется по мере сжигания топлива, и по другим причинам. Очень приблизительная оценка расхода топлива для Боинга 777-236/ER — 8 000 килограммов или 8 тонн топлива в час. Значит, если на борту 440 пассажиров и остальное место занято топливом, то самолет может пробыть в полете до 15 часов. Проверим правильность наших вычислений на веб-сайте Боинга. Там 777-236/ER описан как самолет, который может пролететь до 14 310 километров или около 8892 миль. Его крейсерская скорость равна 905 км/ч (562 миль в час), то есть, он может находиться в полете 14 310 / 905 = 15,8 часов. Эта величина достаточно близка к нашему результату.

Самолет Airbus A310 меньше Боинга 777 и в нем может быть размещено до 220 пассажиров.

Для сравнения, межконтинентальный полет между Лондоном и Нью-Йорком — примерно 7 часов. На данный момент один из наиболее продолжительных полетов — между Сингапуром и городом Ньюарк (штат Нью-Джерси). Этот полет занимает 18 часов 50 минут.

Другой пример вычислений веса топлива — для Аэробуса Airbus A310. На фотографии — его пассажирская кабина во время полета Монреаль, Канада — Париж, Франция. Этот самолет меньше, чем Боинг 777-236/ER: его длина составляет 46,66 метра или 153 фута и 1 один дюйм (по сравнению с 63,7 метра или 209 футами и 1 дюймом). Его высота — 15,80 метра или 51 фут и 10 дюймов (высота Боинга — 18,5 метров или 60 футов и 9 дюймов). Максимальный взлетный вес — 150 тонн, а вес самолета без топлива равен 113 тоннам. То есть, этот самолет может взять на борт дополнительные 150 – 113 = 37 тонн груза. В нем до 220 пассажирских мест, то есть с полной загрузкой пассажиры и их багаж весят 220 × 100 кг = 22 000 кг или 22 тонны. При этом остается 37 – 22 = 15 тонн веса на топливо. На веб-сайте компании, которая строит самолеты Airbus указано, что максимальный вес, груза (пассажиры + багаж) может быть до 21,6 тонн, то есть, почти тот вес, который мы и получили в наших вычислениях для пассажиров и багажа. При полной загрузке и полных баках топлива у этого самолета не остается места на дополнительный вес, поэтому ограничения багажа пассажиров для этих самолетов строго выполняются.

Максимально допустимый вес указан в инструкции по эксплуатации и в самолет нельзя загружать груз, превышающий этот допустимый вес, так как это опасно. Чем тяжелее самолет, тем больше авиакомпания платит за использование этим самолетом аэропорта, поэтому иногда авиакомпании еще больше ограничивают максимально допустимый вес груза.

Этот теплоход на подводных крыльях типа «Восход» был построен на Феодосийском заводе «Море» в Крыму. Его доставили на озеро Онтарио в 1991 году, но с тех пор он мало использовался. На снимке показан «Восход» на Уэллендском канале в Южном Онтарио в 2010 году. Путешествие от Торонто до Ниагарского Водопада с 70 пассажирами на борту занимает всего 40 минут, так как это судно может двигаться по озеру Онтарио со скоростью 60 км/ч. К сожалению, на данный момент никто не заинтересован в его использовании.

Суда на подводных крыльях

Вес — важная величина не только для самолетов, но и для судов на подводных крыльях. Такие суда похожи по конструкции на обычные морские и речные суда и могут держаться на поверхности воды, но двигаются по принципу движения самолета, то есть «летят» по воде. Как и следует из названия, подводные крылья остаются под водой и создают подъемную силу. При этом корпус судна поднимается над водой, что уменьшает сопротивление, так как сопротивление воздуха намного ниже сопротивления воды. Благодаря этому суда на подводных крыльях развивают более высокие скорости, по сравнению с обычными судами.

Задача инженеров, разрабатывающих новые модели — уменьшить вес корпуса, в тоже время не уменьшая его прочность. При этом увеличивается грузоподъемность судна. Для уменьшения веса корпус часто делают из сплавов алюминия.

На фотографии — судно на подводных крыльях серии «Восход», построенное на Феодосийском заводе «Море» в Крыму. Это судно находится в Канаде. Оно предназначено для пассажирских перевозок по рекам, озерам, и в прибрежных водах. Максимальная скорость, которую может развить «Восход» — до 65 км/ч. Суда этой серии — одни из самых популярных судов на подводных крыльях в мире, и завод «Море» выпускает их не только для местного использования, но и для ряда европейских стран, Китая, Вьетнама и Таиланда. В некоторых странах, в частности, в Камбодже строят суда на подводных крыльях по проекту «Восхода».

Самые экономичные с точки зрения потребления топлива суда на подводных крыльях — это те, в которых используется мускульная сила человека. То есть, пассажир становится источником энергии, а, значит, вес топлива равен нулю. Для того чтобы удержать такое судно на воде нужна сноровка, но такие средства передвижения пользуются большой популярностью благодаря их скоростям до 30 км/ч. Они особенно популярны у тех, кто любит самостоятельно строить модели, так как их конструкция достаточно проста, чертежи можно найти в Интернете, и для их постройки не нужно специальное оборудование.

Применение: получение энергии в процессе метаболизма

Энергетическая плотность этого блюда высока, так как в беконе и яйцах содержится большой процент жира. Фотография размещена с разрешения автора.

Еда — форма энергии для организма животных

Энергия необходима всем живым существам. Она вырабатывается в процессе метаболизма. Этот процесс похож на сжигание топлива. Огонь в организме не горит, но аналогично с горением, для получения энергии нужен кислород, и во время этого окислительно-восстановительного процесса выделяются вода и углекислый газ. Именно поэтому кислород необходим всем живым организмам.

Энергия в пищевых продуктах содержится в углеводах и белках (17 кДж/г), жирах (38 кДж/г), и алкоголе (30 кДж/г). Питательные вещества в еде преобразуются в процессе метаболизма в глюкозу, амино- и жирные кислоты, после чего организм преобразует их в энергию, легко усваиваемую организмом — в фермент аденозинтрифосфат (АТФ). АТФ передвигается по организму и несет энергию к клеткам, которые в этой энергии нуждаются.

Путешествие по горе Кинабалу на острове Борнео, Малайзия. Фотография размещена с разрешения автора.

Удельную теплоту сгорания для продуктов питания измеряют в джоулях на килограмм, а также в калориях на грамм. Последние единицы используют чаще. Обычно эту энергию измеряют в бомбовых калориметрах, где продукты питания сжигают, аналогично другому топливу. При этом выделяется углеводород и вода — также как и во время метаболизма.

Еду с высокой удельной теплотой сгорания, то есть ту, которая выделяет большее количество энергии на единицу массы продукта, называют едой высокой энергетической плотности. С увеличением воды и других низкокалорийных веществ в продукте, например клетчатки, эта плотность уменьшается. Жир, наоборот, увеличивает энергетическую плотность, так как в нем содержится больше калорий на грамм, чем в других пищевых компонентах. То есть, чем больше жира в продукте — тем больше его удельная теплота сгорания по массе.

В полярных экспедициях исследователи и научный персонал обычно работают в тяжелых физических условиях, поэтому им требуется примерно в три раза больше энергии, чем людям в обычных условиях.

Потребление энергии в экстремальных условиях

Составляя меню для походов и других путешествий, где еду переносят вручную или везут на собаках, мулах, и других животных, необходимо знать удельную теплоту сгорания продуктов. Чем она меньше, тем больше энергии, полученной от этой еды, люди или животные тратят на то, чтобы перенести эту еду. Это особенно значительно, если эти путешествия — продолжительны. Конечно, в таких ситуациях также учитывают и пищевую ценность продукта. Если на маршруте есть вода, то стараются брать с собой сухие или специально высушенные для этих целей продукты, так как они намного меньше весят, чем обычные.

Исследователи, которые работают в Арктике и Антарктике, часто перевозят продукты и другие необходимые вещи на собаках, или несут их сами, поэтому им особенно важно знать удельную теплоту сгорания продуктов. Это важно еще и потому, что им требуется как минимум в три раза больше калорий, чем людям в нормальных условиях. В холодную погоду организм использует огромное количество энергии на поддержание постоянной температуры тела. Кроме этого во время экспедиций в Арктике и Антарктике люди испытывают бо́льшие физические нагрузки, чем в обычных условиях; этим и объясняются дополнительные энергетические затраты. По этим причинам в экспедиции берут продукты высокой энергетической плотности, например шоколад (в нем содержится много жиров и углеводов), масло, орехи и сушеное мясо.

Некоторые исследователи считают, что экспедиция на Южный полюс 1912 года в рамках экспедиции «Терра Нова», возглавляемая Робертом Фолконом Скоттом, потерпела неудачу и пятеро участников погибли потому, что они неправильно вычислили количество калорий, необходимое им на каждый день, и не взяли с собой достаточно еды. Считается также, что они ошиблись и с выбором продуктов, выбирая еду с удельной теплотой сгорания ниже, чем у жира. Так, они предполагали, что 4 500 калорий в день должно быть достаточно, хотя на самом деле они расходовали около 6 000 калорий или больше. Хотя они и ели масло, они не запаслись едой высокой энергетической плотности в достаточном количестве, а вместо этого использовали много белковых продуктов. В результате количество калорий в той еде, что была у них, было недостаточно.

Верблюды откладывают жир в горбу, и используют его, а также полученную во время метаболизма воду, во время долгих переходов в пустыне

Отложение жира — как способ хранения энергии

Животные откладывают жир и используют его, когда не могут добыть еду. В процессе метаболизма жира выделяется вода, которую животные используют, когда у них нет доступа к питьевой воде. Жир также удобен тем, что в нем больше энергии на грамм, чем в других питательных веществах. Соответственно, одно и то же количество энергии в жире легче переносить, как часть собственного тела, чем другие вещества. Верблюды хранят жир в горбу, и в результате, пока этих запасов достаточно, они всегда, даже в пустыне, имеют доступ к воде и энергии. В горб помещается от 15 до 20 кг жира. Жировые отложения для тех же целей есть и у китов, тюленей, белых медведей, и у многих других животных.

Колония северных морских слонов в национальном парке Аньо Нуэво в Калифорнии

Исследователи считают, что люди создают в организме запас энергии, «откладывая жир». Согласно некоторым теориям о том, как появился этот механизм, считается, что такой способ энергетических запасов в организме развился в процесс эволюции для того, чтобы обеспечивать доступ к энергии даже тогда, когда питаться нечем. Некоторые также полагают, что процент жира в организме у женщин выше потому, что во время беременности и ухода за маленькими детьми они не могли охотиться или собирать еду, поэтому им были необходимы большие запасы жира, по сравнению с мужчинами. Это было особенно важно в том случае, если мужчины не могли добыть достаточно еды для себя, для женщин и детей, и съедали ее сами. Теперь такой необходимости больше нет, но эволюционные приспособления меняются медленно, поэтому люди до сих пор откладывают жир. Считается, что это одна из причин эпидемии избыточного веса во многих развитых странах, где много дешевой и легкодоступной еды.

Замедлить отложение жира и улучшить процесс обмена веществ можно, ведя активный и здоровый образ жизни

Энергия, используемая микроорганизмами и растениями

Большинство животных получает энергию из описанных выше органических веществ, то есть из жиров, белков и углеводов. Микроорганизмы, наоборот, получают энергию из неорганических веществ, например из аммиака, водорода, сульфидов и оксида железа. Растения используют солнечную энергию, преобразуя ее в химическую при фотосинтезе. Также как и во время метаболизма у животных, в процессе фотосинтеза и метаболизма микроорганизмов вырабатывается вещество АТФ, которое напрямую используется растениями и микроорганизмами как энергия.

Удельная теплота сгорания широко распространенных видов топлива и пищевых продуктов

Вещества и материалы, при сжигании которых получают энергиюУдельная теплота сгорания, МДж/кг
Бензин или дизельное топливо46
Пропан46
Животный или растительный жир37
Уголь24
Углеводы17
Белки17
Дерево16

Литература

Автор статьи: Kateryna Yuri

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Расчеты для перевода единиц в конвертере «Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе)» выполняются с помощью функций unitconversion.org.

Теплотворная способность различных видов топлива. Сравнительный анализ

(рис. 14.1 – Теплотворная
способность топлива)

Обратите внимание на теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) различных видов топлива, сравните показатели. Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объёмом 1 м³ (1 л). Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л). Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход. Поэтому теплотворная способность является одной из наиболее значимых характеристик топлива.

Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:

  • От его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.).
  • От его влажности и зольности.
Таблица 4 — Удельная теплота сгорания различных энергоносителей, сравнительный анализ расходов.
Вид энергоносителяТеплотворная способностьОбъёмная
плотность вещества
(ρ=m/V)
Цена за единицу
условного топлива
Коэфф.
полезного действия
(КПД) системы
отопления, %
Цена за
1 кВт·ч
Реализуемые системы
МДжкВт·ч
(1Мдж=0.278кВт·ч)
Электричество1,0 кВт·ч3,70р. за кВт·ч98%3,78р.Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), кондиционирование, приготовление пищи
Метан
(Ch5, температура
кипения: -161,6 °C)
39,8 МДж/м³11,1 кВт·ч/м³0,72 кг/м³5,20р. за м³94%0,50р.Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение
Пропан
(C3H8, температура
кипения: -42.1 °C)
46,34
МДж/кг
23,63
МДж/л
12,88
кВт·ч/кг
6,57
кВт·ч/л
0,51 кг/л18,00р. за л94%2,91р.Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение
Бутан
C4h20, температура
кипения: -0,5 °C)
47,20
МДж/кг
27,38
МДж/л
13,12
кВт·ч/кг
7,61
кВт·ч/л
0,58 кг/л14,00р. за л94%1,96р.Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение
Пропан-бутан
(СУГ — сжиженный
углеводородный газ)
46,8
МДж/кг
25,3
МДж/л
13,0
кВт·ч/кг
7,0
кВт·ч/л
0,54 кг/л16,00р. за л94%2,42р.Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение
 Дизельное топливо42,7
МДж/кг
11,9
кВт·ч/кг
0,85 кг/л30,00р. за кг92%2,75р.Отопление (нагрев воды и выработка электричества – очень затратны)
Дрова
(берёзовые, влажность — 12%)
15,0
МДж/кг
4,2
кВт·ч/кг
0,47-0,72 кг/дм³3,00р. за кг90%0,80р.Отопление (неудобно готовить пищу, практически невозможно получать горячую воду)
Каменный уголь22,0
МДж/кг
6,1
кВт·ч/кг
1200-1500 кг/м³7,70р. за кг90%1,40р.Отопление
МАРР газ (смесь сжиженного нефтяного газа — 56% с метилацетилен-пропадиеном — 44%) 89,6
МДж/кг
24,9
кВт·ч/м³
0,1137 кг/дм³-р. за м³0% Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение

(рис. 14.2 – Удельная теплота сгорания)

Согласно таблице «Удельная теплота сгорания различных энергоносителей, сравнительный анализ расходов», пропан-бутан (сжиженный углеводородный газ) уступает в экономической выгоде и перспективности использования только природному газу (метану). Однако следует обратить внимание на тенденцию к неизбежному росту стоимости магистрального газа, которая на сегодняшний день существенно занижена. Аналитики предрекают неминуемую реорганизацию отрасли, которая приведёт к существенному удорожанию природного газа, возможно, даже превысит стоимость дизельного топлива.

Таким образом, сжиженный углеводородный газ, стоимость которого практически не изменится, остаётся исключительно перспективным – оптимальным решением для систем автономной газификации.

Топливо теплота сгорания теплотворная — Справочник химика 21

    Теплота сгорания (теплотворность, или калорийность) топлива измеряется тем количеством тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 кг топлива. Теплота сгорания нефти и нефтепродуктов весьма велика по сравнению с теплотой сгорания других видов топлива. [c.26]

    При использовании древесины в качестве топлива важное значение имеет такая характеристика, как теплота сгорания (теплотворная способность), составляющая для абсолютно сухой древесины [c.259]


    Теплота сгорания этилового спирта значительно меньше, чем у бензина, и поэтому спирто-бензиновые смеси обладают более низкой теплотворной способностью, чем чистые бензины. Указанное обстоятельство находит отражение в снижении снимаемой мощности, а значит, — ив увеличенном расходе топлива. Для полного сгорания спирта необходимо иметь соотношение воздух топливо около 9,0 1, а для полного сгорания бензинов достаточно соотношения 15,0 1. Следовательно, если карбюратор в каком-либо двигателе был запроектирован так, чтобы создать смесь, необходимую для съема максимальной мощности при эксплуатации на обыкновенном бензине, то в том случае, когда в качестве топлива используются бензино-спиртовые смеси, он создаст смесь несколько беднее, чем та, которая необходима. И хотя в этом случае расстояние, которое может нри одном и том я е запасе топлива преодолеть двигательный аппарат, и увеличится, но мощность и к. п. д. двигателя заметно уменьшатся. При применении смеси бензина с 10% спирта в двигателе, карбюратор которого рассчитан на то, чтобы возместить потерю в мощности и к. и. д., расход топлива увеличивается на 3—4% [302—303]. [c.434]

    При сгорании топлива выделяется тепло, количество которого зависит от состава горючей смеси и от свойств самого топлива. Способность топлива выделять при полном сгорании то или иное количество тепла обусловливается его теплотой сгорания (теплотворность или теплотворная способность). Теплота сгорания может быть отнесена к 1 кг (весовая) или 1 л (объемная) топлива. Различают высшую и низшую теплоту сгорания. При определении высшей теплоты сгорания учитывается сумма тепла, включая тепло, выделившееся при конденсации воды, образовавшейся за счет сгорания водорода, входящего в состав углеводородов топлива. Низшая теплота сгорания не учитывает тепла, выделяющегося при конденсации воды. [c.50]

    Так как методы определения плотности и анилиновой точки более просты, чем непосредственное определение теплоты сгорания, то коэффициент теплотворности является более удобным (с точки зрения метода определения) показателем, особенно для контрольных определений в условиях эксплуатационных лабораторий. Существует и ряд других приближенных методов расчета теплоты сгорания топлива, описанных в специальной литературе. [c.21]

    Теплота сгорания. Теплотой сгорания (теплотворной способностью) горючих материалов называется количество теплоты (в кДж), которое выделяется при полном сгорании 1 м газа или 1 кг жидкого или твердого топлива. Различают высшую и низшую теплоту сгорания. Высшая теплота сгорания Qв отличается [c.54]


    Важнейшими видами жидкого и газообразного топлива, сжигаемого в промышленных котельных установках, являются топочный мазут, природный газ, попутный нефтяной газ, доменный газ и другие горючие газы, которые, как и всякое топливо, характеризуются элементарным составом, теплотой сгорания (теплотворной способностью) и выходом горючих летучих веществ. [c.7]

    Для оценки теплоты сгорания топлив в ряде зарубежных стран пользуются коэффициентом теплотворности. Коэффициент теплотворности представляет собой произведение плотности топлива, выраженной в градусах АР/, на анилиновую точку в градусах Фаренгейта. Для перевода градусов АР/ в единицы плотности пользуются формулой [c.20]

    При сгорании топлива выделяется тепло, количество которого зависит от состава горючей смеси и от свойств самого топлива. Способность топлива выделять при полном сгорании то или иное количество тепла обусловливается его теплотой сгорания (теплотворность или теплотворная способность). Теплота сгорания может быть отнесена к 1 кг (массовая) или 1 л (объемная) топлива. Различают высшую и низшую теплоту сгорания. При определении высшей теплоты сгорания учитывается сумма тепла, включая тепло, выделившееся при [c.146]

    Теплота сгорания (теплотворная способность) — количество тепла (в Дж), выделяющееся при полном сгорании единицы массы (кг) топлива (нефти, нефтепродуктов) при нормальных условиях. Различают высшую (0 ) и низшую (0 ) теплоты сгорания. Ра отличается от на величину теплоты полной конденсации водяных паров, образующихся из влаги топлива и при сгорании углеводородов. [c.101]

    Качество топлив оценивают в зависимости от предполагаемых способов их использования. Например, при использовании топлива как горючего вещества важно знать количество тепла, которое способен выделить 1 кг данного топлива при его сжигании, т. е. теплотворную способность (по интернациональной системе единиц СИ —удельную теплоту сгорания). Теплотворная способность и ряд других свойств топлива определяются его химическим элементарным составом. При химической переработке топлива зачастую необходимо знать характер веществ, входящих в его состав, их химическое строение в этих случаях топливо следует подвергать более глубоким химическим исследованиям, различным при разнообразных способах его использования. [c.15]

    Теплотой сгорания (теплотворной способностью) горючих материалов называется количество теплоты в килоджоулях, которое выделяется при полном сгорании 1 м газа или 1 кг жидкого или твердого топлива. Теплота сгорания является одним из главных свойств горючих газовых смесей и зависит от их состава. Например, попутные нефтяные газы и газы крекинга, состоящие в основном из углеводородов, при сгорании выделяют значительно больше теплоты, чем газы, полученные при термическом разложении сланцев, в составе которых содержится значительное количество водорода и оксида углерода. Природный газ, состоящий в основном из метана, выделяет в среднем при сгорании 35,160 кДж/м . [c.11]

    Значения теплотворной способности для некоторых видов топлива выражаются следующими величинами, ккал/кг сланцы — 1500—2500 торф — 2000—2500 мазут — 9000 угли бурый — 2500—4000 каменный — 5000—7000. Теплотворная способность природного газа составляет 8000—8500 ккал/м . Для теплотехнических расчетов часто пользуются понятием так называемого условного топлива, теплота сгорания которого составляет 7000 ккал/кг для твердого топлива и 7000 ккал/м для газа. [c.15]

    Теплотой сгорания (теплотворной способностью) горючих материалов называется количество тепла в килоджоулях, которое выделяется при полном сгорании 1 м газа или 1 кг жидкого или твердого топлива. [c.35]

    Теплота сгорания, теплотворная способность, калорийность — понятия равнозначные, характеризующие качество газа при использовании его как топлива. [c.16]

    Теплота сгорания (теплотворная способность) называется высшей и обозначается Рв в тех случаях, когда учитывается тепло конденсации воды, находящейся в топливе и образующейся при сгорании (принимается, что продукты сгорания содержат воду не в парообразном, а в жидком состоянии). [c.22]

    Теплота сгорания (теплотворная способность) называется низшей и обозначается С н тогда, когда вода, находящаяся в топливе и образующаяся при сгорании, уходит с дымовыми газами в виде пара (т. е. за вычетом тепла, затрачиваемого на испарение влаги топлива, а также воды, получаемой при сгорании водорода топлива). [c.22]

    Одним из определяющих качеств котельного топлива является теплота сгорания (теплотворная способность), которая зависит от его состава. Теплотворная способность (низшая) колеблется от 9450 ккал/кг (39 565-Дж/кг) для мазута марки 200 до 9870 ккал/кг (41 324-10 Дж/кг) для флотского мазута. [c.75]


    Теплота сгорания (теплотворная способность) топлива — это количество тепла, выделяемое при его полном сгорании. Различают высшую и низшую теплоту сгорания высшая Рв учитывает тепло конденсации воды, находящейся в топливе и образующейся при его сгорании (принимают, что продукты сгорания содержат воду не в парообразном, а в жидком состоянии) низшая Рн учитывает, что вода, находящаяся в топливе и образующаяся при его сгорании, уходит с дымо)выми газами в виде пара (т. е. за вычетом тепла, затрачиваемого на испарение влаги топлива, а также воды, получаемой при сгорании водорода топлива). [c.21]

    Основными показателями качества котельных топлив являются вязкость, характеризующая их транспортабельность и возможную степень нагрева для эффективного распыления в форсунках температура застывания, определяющая условия его хранения и применения при различной температуре воздуха содержание серы, вызывающей коррозию аппаратуры и выброс в атмосферу дымовых газов с повышенным содержанием сернистых соединений. Один из определяющих показателей котельных топлив — теплота сгорания (теплотворная способность), которая зависит от их состава. Теплота сгорания мазутов малосернистых и сернистых (низшая) в пересчете на сухое топливо для флотского и топочного 40 и 100 должна быть (в кДж/кг) (ккал/кг) не менее 41454 (9870), 40 740 (9700) и 40 530 (9650) соответственно. [c.39]

    Теплота сгорания (теплотворная способность топлива) — количество тепла, выделяющееся при полном сгорании 1 кг жидкого (твердого) или [c.169]

    Плотность. Плотность не характеризует непосредственно качества топлива, но в сопоставлении с другими качествами может дать полезную информацию о нем. Нанример, плотность нефте-топлива данной вязкости дает указания на природу и происхождение продукта. По ней можно судить и о возможности дымообразования. Знание плотности важно для расчета подач топлива. Топлива поставляются и измеряются в объемных единицах, так что желательна постоянная плотность с увеличением плотности топлива наблюдается некоторое снижение его теплоты сгорания. Поэтому для более тяжелых топлив теплотворная способность яа единицу объема будет больше, а на единицу веса меньше, чем для топлив меньшего удельного веса. [c.485]

    При сгорании топлива выделяется тепло, количество которого зависит от состава горючей смеси и от свойств самого топлива. Способность топлива выделять при полном сгорании то или иное количество тепла обусловливается его теплотой сгорания (теплотворность или теплотворная способность). Теплота сгорания может быть отнесена к 1 кг (массовая) или [c.146]

    Теплотворная способность природного газа 8000— 8500 ккал/нм . Для сравнения различных видов топлива пользуются понятием так называемого условного топлива, теплота сгорания которого принимается 7000 ккал,1кг для твердого топлива и 7000 ккал1нм для газа. [c.15]

    Теплота сгорания — это количество тепла, выделяемое 1 кг топлива при его полном сгорании до углекислого газа и воды. Различают высщую и низшую теплоты сгорания. Размерность теплотворной способности топлив кДж/кг. [c.23]

    Качество топлива характеризуется его теплотой сгорания (иначе теплотворная способиость или теплопроизводитель-ность). [c.489]

    Одинаковые количества топлива дают при сжигании различные количества теплоты. Поэтому для оценки качества топлива определяют его теплотворную способность, т. е. количество теплоты, выделяющейся при полном сгорании 1 кг топлива. Приведем примерные значения удельной теплотворной способности (в кДж/кг) различных видов топлива  [c.653]

    ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ — количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании топлива в кислороде (раньше эта величина называлась теплотворной способностью). Т. с. является одним из важнейших показателей для характеристики каждого вида топлива и отдельных его сортов, а также его практической ценности. Т. с. характеризуется суммой тепловых эффектов реакций превращения отдельных компонентов топлива в оксиды или выделения их в свободном состоянии (азот, галогены). Т. с. измеряют в джоулях или в калориях (1 кал = = 4,1868 дж). Т. с., отнесенная к единице количества вещества, называется удельной теплотой сго])ания. При определении Т. с. необходимо строго придерживаться установленных ГОСТом методик, описанных в стандартах. В промышленности Т. с. определяют в килокалориях на килограмм твердого топлива (ккал/кг) или в килокалориях на метр кубический (ккал/м ) газообразного. [c.246]

    Теплота сгорания и теплотворная способность топлива. Важнейшими характеристиками топлива являются теплота сгорания и теплотворная способность. Теплотой сгорания вещества называют тепловой эффект реакции окисления кислородом входящих в состав этого вещества элементов до образования высших оксидов. Теплоту сгорания обычно относят к стандартным условиям 298,15 К, давлению 101 кПа, одному молю топлива и называют стандартной теплотой сгорания. [c.351]

    Состав топлива прежде всего необходим для сведения материальных балансов процесса горения. Состав топлива определяет также его тепловую ценность. Тепловую ценность топлива принято характеризовать его теплотворной способностью Q, представляющей собой количество тепла, выделяющегося при полном сгорании массовой (для горючих газов иногда объемной) единицы топлива, т. е. Q измеряется в ккал1кг дж1кг) иликкал/м (дж м ). Теплотворную способность твердых и жидких топлив нельзя представить как сумму теплоты сгорания элементов, входящих в состав топлива эти элементы находятся в топливе в определенной связи, причем происходящее в процессе горения разрушение связей между элементами приводит к дополнительным энергетическим эффектам. Поэтому при проведении точных расчетов всегда следует пользоваться значениями теплотворной способности, полученными в лабораторных условиях при непосредственном сжигании фиксированной навески топлива в специальной калориметрической установке. Кроме того, существуют эмпирические формулы, позволяющие с достаточно удовлетворительным приближением определить теплотворную способность по элементарному составу топлива. [c.11]

    Особенно часто теплотой сгорания характер-изуются органические вещества, в частности топлива. В последнем случае теплоту сгорания, отнесенную к единице массы, называют теплотворной способностью топлива. Теплоты сгорания некоторых веществ приведены в табл. П.2 Приложения. [c.81]

    Теплота сгорания древесины Количество теплоты, выде ляющейся при полном сгорании вещества, называется тепло той сгорания (раньше эта величина называлась теплотворной способностью) Теплота сгорания древесины сильно зависит от ее влажности и мало от породы дерева Теплота сгорания 1 кг вещества называется удельной теплотой сгорания При сжига НИИ абсолютно сухой древесины различных пород она колеблется в пределах 20—21 10 кДж/кг Средняя теплота сгора ния свежесрубленной древесины составляет около 8,5 X X10 кДж/кг, а воздушносухой — достигает 15 10 кДж/кг Теплота сгорания 1 м воздушносухой древесины смешанных пород соответствует примерно 0,25—0,28 т условного топлива, теплота сгорания которого принимается 29,3 10 кДж/кг [c.12]

    Даже после запуска и прогрева двигателя испаряемость топлива все еще оказывает значигельноо влияние на расход топлива и мощность двигателя. Обыкновенно считают, что расход горючего является функцией теплоты сгорания (теплотворности) бензина. Эго ие всегда соответствует действительности. а случае работы двигателя на горючем с оптимальной испаряемостью, обеспечивающей хорошее распределение рабочей смеси по цилиндрам, достигается значительная экономия горючего по сравнению с более тяжелыми бензинами, даже если различие в теплоте сгораиия бензинов незначительно пли полностью отсутствует. Это положение иллюстрируется табл. 4. [c.228]

    Основными характеристиками при выборе вида топлива являются теплота сгорания (теплотворная способность), жаропроизво-дительность — максимальная температура горения, содержание балласта и вредных примесей, удобство сжигания и расход энергии на подготовку топлива к применению. [c.77]

    Получение высокоэффективных топлив путем синтеза углеводородов связано с большими трудностями, так как в молекулу углеводорода наряду с водородом, обладающим высокой теплотой сгорания (28 700 ккал1кг), входит углерод, теплота сгорания которого невысока (7800 ккал/кг). Вместе с тем известен ряд элементов, теплота сгорания которых значительно выше, чем у углерода. Таким образом, путем замены углерода на высококалорийный элемент можно получить топливо с очень хорошими энергетическими характеристиками. Так, например, бор имеет теплотворность на 78% выше, чем углерод. При содержании примерно такой же весовой доли водорода, как и в углеводородах, бороводороды при сгорании дают на 50—60% больше тепла. [c.91]

    Коэффициент теплотворности представляет собой произведение Плотности топлива (в API) на анилиновую точку (в Т) и не дает представления о величине теплоты сгорания, но служит показателем пригздности топлива к эксплуатации. [c.195]

    Сгорание протекает в виде быстрой реакции, тепловой эффект которой может быть измерен с помощью калориметра. Теплоты сгорания топлива характеризуют его теплотворную способность. Теплоты сгорания определяют путем сжигания навески- вещества в особом приборе — калориметрической бомбе, помещенной в калориметр (рис. 71). Чтобы горение шло достаточно энергично, в бомбу вводят чистый кислород под высоким давлением. Калориметрическая бомба должпа выдерживать значительные давления, поэтому ее делают в виде толстостенного стального цилиндра /, а для предохранения от разъедания покрывают внутри эмалью или соответствующими металлами (Р1) или делают ее из нержавеющей стали. В чашечку 3 помещают точно взвешенное количество исследуемого вещества. Над чашечкой прикрепляют спираль из тонкой железной проволоки определенного веса. Бомбу завинчивают крышкой 2 и наполняют чистым кислородом до давления 25 атм. Через проволочную спираль пропускают [c.197]

    Из всех элементов, входящих в состав твердого топлива, горючи только углерод, водород и часть серы (5гор). Если вычислить теплотворную способность углей, исходя из теплот сгорания этих элементов в свободном состоянии, ее значение будет всегда выше полученного опытным путем. Разница в этих значениях не превышает 3—5% и объясняется тем, что теплотворная способность угля является функцией не только элементного состава, но и строения и зависит от характера связей между атомами в молекулах органической массы. Следовательно, для точного вычисления теплоты сгорания по результатам элементного анализа необходимо знать не только количество углерода и водорода, но и природу связей между ними, а также с другими элементами, входящими в состав топлива. К сожалению, ясности в этом вопросе пока нет. [c.124]

    Газообразное топливо. По величине теплотворной способности все виды твердого топлива и нефть уступают природному газу. Высокая калорийность газообразного топлива обусловлена тем, что при его сгорании не затрачивается энергия на разрыв связей между атомамп углерода, как в твердом топливе или в больших молекулах углеводородов нефти. Кроме того, газообразное топливо полностью смешивается с воздухом, так что при его сжигании требуется лишь очень небольшой избыток кислорода по сравнению с теоретической величиной. Это снижает потери теплоты на нагрев избытка кислорода (воздуха). Газ можно предварительно нагревать, благодаря чему повышается температура пламени. Его удобно транспортировать на большие расстояния, пользуясь газопроводами. [c.653]

    Первый способ основан на вычислении теплотворной способности топлива по теплотам сгорания составляющих его компонеитов. Сюда относятся формулы Д. И. Менделеева  [c.105]


Теплота сгорания (теплотворная способность) топлива

Теплота сгорания ( теплотворная способность ) есть количество тепла, выделенное топливом при полном сгорании единицы его веса (или единицы объема в случае газообразного топлива).  [c.326]

Топливо в основном характеризуется элементарным составом, теплотой сгорания (теплотворной способностью) и выходом горючих летучих в е ш е с т в.  [c.70]

Важной теплотехнической характеристикой топлива является его удельная теплота сгорания (теплотворная способность).  [c.208]


Теплота сгорания (теплотворная способность) дизельного топлива составляет 41900—42 300 кДж/кг. Следовательно, при удельном расходе топлива = 0,2-Ь0,22 кг/(кВт-ч) величина = 8380-г 9300 кДж/(кВт-ч) или, учитывая, что 1 кВт-ч = = 3600 кДж, в безразмерном виде ( т = = 2,33- 2,585.  [c.75]

ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ (теплотворная способность, калорийность), количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании топлива измеряется в джоулях или калориях. Т. с., отнесённая к ед. массы или объёма топлива, наз. удельной Т. с. для её измерения пользуются методами калориметрии. Т. с. определяется хим. составом топлива. Содержащиеся в топливе хим. элементы обозначаются принятыми символами — С, Н, О, К, 8, а зола и вода — символами А и соответственно. Если вода, содержавшаяся в топливе и образовавшаяся при сгорании водорода топлива, присутствует в конечных продуктах сгорания в виде жидкости, то кол-во выделившейся теплоты характеризует высшую Т. с. ((>в) если же вода присутствует в виде пара, то Т. с. наз. низшей (( ). Низшая и высшая Т. с. связаны соотношением [c.749]

Теплота сгорания — показатель теплотворной способности топлива. Оценивается по количеству тепла в килокалориях, выделяемому при полном сгорании 1 кг топлива, Суш,ествует две оценки этого параметра высшая и низшая теплота сгорания.  [c.484]

Теплота сгорания топлив проверяется на месте их производства. Чем выше теплотворная способность топлива, тем больше дальность и продолжительность полета самолета при одном и том же объемном запасе топлива в емкостях самолета.  [c.485]

Продукты сгорания топлива дизельной электростанции используются для получения горячей воды при температуре 90° С в трубчатом водоподогревателе поступающая вода имеет температуру 50° С. Мощность электростанции 3000 кет, удельный расход топлива 300 г квт, теплотворная способность топлива 42 700 кдж кг. Газы поступают в водоподогреватель при 700° С, а выходят при 100°С к. п. д. подогревателя 90%. Состав продуктов сгорания 1 кг топлива в кмолях следующий СО2 — 0,07125, Н2О—0,0725,02—0,0215, N2—0,4883. Определить количество воды, подогреваемое в течение часа, и процент использования теплоты топлива в подогревателе.  [c.29]

Данные по энтальпиям сгорания органических веществ часто имеют самостоятельный интерес (определение теплотворной способности топлива, теплот взрывчатого разложения, сравнение энтальпий сгорания изомеров и многие другие вопросы). Однако в большинстве случаев они используются для вычисления энтальпий самых разнообразных реакций. Это особенно существенно потому, что прямой путь определения энтальпий органических реакций часто оказывается по ряду причин или очень трудным, или даже невозможным (реакция протекает неоднозначно, или очень медленно, или требует условий, затрудняющих проведение измерений). Недостатком пути вычисления энтальпий реакций по энтальпиям сгорания участвующих в них веществ является то, что сами величины энтальпий реакций являются обычно малыми по сравнению с величинами энтальпий сгорания, поэтому относительная погрешность, с которой они могут быть вычислены этим путем, естественно, увеличивается. Однако современный уровень калориметрии сожжения органических веществ обеспечивает возможность получения данных с такой высокой точностью, что погрешность вычисленных на их основе энтальпий реакций часто оказывается не большей, чем погрешность прямых измерений.  [c.14]


Теплотворная способность топлива — количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг топлива (табл. 64).  [c.348]

Низшая теплотворная способность топлива Q кал/кг или Q кал/нм»— количество тепла, выделяющегося при полном сгорании 1 кг или 1 нм топлива за вычетом скрытой теплоты парообразования водяных паров в продуктах сгорания.  [c.695]

Одно из возможных решений — увеличение скорости вытекания газов из ракеты (с). Для этого необходимо увеличить теплотворную способность топлива, его калорийность, т. е. количество теплоты, выделяющееся при сгорании 1 кг топлива.  [c.26]

Описание технологии. Температура уходящих дымовых газов на большинстве действующих котельных и ТЭЦ составляет ПО—140° С что влечет за собою потери производимого тепла на уровне 5—8%. С учетом потерь теплоты конденсации водяных паров, неизбежно присутствующих в отходящих дымовых газах, но в силу традиций не принимаемых во внимание в тепловом балансе подобных энергоустановок, общая величина потерь достигает 18—22% по отношению к низшей теплотворной способности топлива. Предлагаемая технология позволяет сделать очередной шаг в утилизации тепла дымовых газов, благодаря которому достигается более полное использование энергии сгорания топлива при одновременном расширении ассортимента вырабатываемых иа ТЗЦ и котельных энергоносителей.  [c.35]

Эффективность. Экономический эффект от использования предложенной установки достигается благодаря совмещению в едином термодинамическом цикле теплового и холодильного циклов, рабочим телом для которых служит одна и та же среда. Повышенное давление продуктов сгорания в экономайзере (2,5—4,5 кгс/см ) интенсифицирует теплообмен. Это позволяет снизить металлоемкость теплообменной аппаратуры, повысить температуру точки росы водяных паров, присутствующих в продуктах сгорания, что способствует использованию их теплоты конденсации и приводит в конечном счете к утилизации высшей теплотворной способности топлива. Наибольшая экономичность достигается при комплексной выработке тепла, холода и электроэнергии.  [c.167]

Теплотворная способность, калориметрическая теплотворность — количество теплоты, которое выделяется при сгорании в калориметре единицы массы, топлива, причём начальная и конечная температуры имеют одно и то же стандартное значение (обычно 15° С).  [c.371]

Низшая, или рабочая, теплотворная способность равна высшей за вычетом теплоты парообразования воды, образующейся в продуктах сгорания в результате окисления водорода топлива, а также воды, содержащейся в топливе и вследствие влажности воздуха.  [c.8]

Понятие о топливе и его классификации основные виды энергетического топлива СССР. Элементарный состав топлива. Теплотворная способность (теплота сгорания) топлива.  [c.605]

В ряде металлургических процессов углеродистые материалы, помимо функций топлива, выполняют роль восстановителей. При сжигании топлива выделяется тепловая энергия, количество которой тесно связано с химическим составом топлива и условиями его сжигания. Количество тепла, которое выделяется при сжигании топлива, называется теплотой сгорания топлива или его теплотворной способностью. Теплота сгорания выражается в следующих единицах кДж/кг, кДж/м или кДж/моль. Для сравни-  [c.27]

Современные КЭС весьма активно воздействуют на окружающую среду атмосферу, гидросферу и литосферу. Влияние на атмосферу сказывается в большом потреблении кислорода воздуха для горения топлива и выбросе значительного количества продуктов сгорания. Это в первую очередь газообразные окислы углерода, серы, азота, часть которых имеет высокую химическую активность. Летучая зола, прошедшая через золоуловители, загрязняет воздух. Наименьшее зафязнение атмосферы (для станций одинаковой мощности) отмечается при сжигании газа и наибольшее — при сжигании твердого топлива с низкой теплотворной способностью и высокой зольностью. Необходимо учесть также большие уносы теплоты в атмосферу, а также электромагнитные поля, создаваемые электрическими установками высокого и сверхвысокого напряжения.  [c.98]


Топливо. Наиболее важной характеристикой топлива является его теплотворная способность или теплотворность. Теплотворность — это то количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 кг твердого или жидкого или 1 м газообразного топлива. Количество тепла измеряют в килокалориях (ккал). Одна килокалория равна такому количеству теплоты, которое требуется для нагрева 1 кг воды на 1°С. Теплотворность жидкого и твердого топлива выражается в ккал/кг, а газообразного— в ккал/м .  [c.31]

Различают, кроме того, теплотворную способность высшую и низшую. Первая относится к тому случаю, когда все пары воды, получившиеся при сгорании топлива, сконденсированы, и, таким образом, скрытая теплота парообразования этих паров оказалась свободной. Вторая же относится к обычным условиям использования тепла топлива в практике, а именно, ко всем тем случаям, когда продукты горения топлива не охлаждаются ниже точки росы.  [c.1264]

Твэл 83—84, 300, 305, 315—332 Темп выжигания ядерного топлива 106 Тепловыделение (остаточное) ядер-Чвго топлива 94, 117 Теплосодержание органического топлива 71, 73V Теплота сгорания (теплотворная способность) топлива 73 Теплофикация 55  [c.476]

Теплота сгорания (теплотворная способность) характеризует количество тепла, которое выделяется при сгорании топлива. Теплоту сгорания твердых и жидких топлив измеряют в килокалориях на 1 кг сырого топлива, т. е. на 1 кг то плива, поступающего в котельный Цех (или а пылезавод). Теплота сгорания газообразных топлив измеряется в килокалориях на il нормальный (нм ) топлива, т. е. на 1 газа при 0°С и давлении в 1 физ. ат (760 мм рт. ст.).  [c.48]

В термодинамическом цикле ГТУ с подводом теплоты при р = onst (рис. 11.7) известны следующие параметры = 17 °С pjpi — 3,5 1з = 650 °С. Определить удельные индикаторный и эффективный расходы топлива в установке, если теплотворная способность топлива Qp = = 41 ООО кДж/кг, расход воздуха = 5000 кг/ч, относительный индикаторный (внутренний) к. п. д. установки Tioi 0,73, механический к. п. д. т] = 0,88. При расчете пренебречь разницей в физических свойствах воздуха и продуктов сгорания топлива, а также количеством теплоты,  [c.130]

В цикле ГТУ с подводом теплоты при р — onst и двухступенчатым сжатием воздуха без регенерации (рис. 11.10, а, б) известны значения параметров == 0,1 МПа = 3 = 17 X = 0,9 МПа и теоретический теплоперепад в турбине — 500 кДж/кг. Определить удельный эффективный расход топлива в установке, если теплотворная способность топлива Qp 40 ООО кДж/кг, массовый расход воздуха М 12 000 кг/ч, к. п. д. камеры сгорания Т1,,. с = 0,95, внутренний относительный к. п. д  [c.135]

Работы проф. В. Ф, Лугинина по получению данных о теплоте сгорания различных видов топлива и разработанные им методы для определения теплотворной способности топлива. Эти методы были признаны классическими как в России, так и за границей и имели большое значение для теплотехнических расчетов паровых котлов.  [c.18]

Значения величин СОгмакс и р практически не зависят от колебаний состава и теплоты сгорания определенных видов топлива, например, природных или нефтепромысловых попутных газов, и могут быть приняты постоянными. Поэтому при работе на газе, состав и теплотворная способность которого не являются постоянными, удобно пользоваться формулой (157).  [c.294]

Методика сжигания веществ в герметичном реакционном сосуде усовершенствована Бертло [621. Для осуществления быстрого полного сжигания вещества до вполне определенных продуктов Бертло предложил заполнять реакционный сосуд чистым кислородом под избыточным давлением. Калориметры такого типа вследствие обычно взрывоподобного течения реакций получили название бомбовых калориметров . Эти приборы в настоящее время успешно применяются для определения стандартных энтальпий образования химических соединений, в частности теплот сгорания пищевых продуктов и высшей теплотворной способности топлива. Прецизионные приборы позволяют проводить измерения с точностью 0,1%.  [c.102]

Спиртовые топлива. К спиртовым топливам относятся метанол, метиловый спирт СН3ОН и этанол, этиловый спирт С2Н5ОН. Спирты в качестве топлива для ДВС применялись и ранее, когда по разного рода причинам ощущалась острая нехватка бензинов. По своим эксплуатационным свойствам спирты заметно уступают бензинам. Теплотворная способность метанола—19260. .. 19700 кДж/кг, этанола — около 26800 кДж/кг, бензина — 43000. .. 45500 кДж/кг, т. е. у метанола теплота сгорания в среднем в 2,25 раза ниже, чем у бензина. Стехиометрические соотношения воздух-метанол — 6,4, воздух—этанол — около 9. Это означает, что при одинаковом запасе хода по топливу автомобили, работающие на спиртовом топливе, должны иметь в 1,7. .. 2,4 раза большие по объему топливные баки. Кроме того, у метанола значительно большая, чем у бензина (56,4 против 9,2 кДж/кг), теплота испарения, а также более высокое давление насыщенных паров, приводящее к повышению неравномерности распределения смеси по цилиндрам. Для устранения этого необходимо производить интенсивный подогрев воздухометанольной смеси.  [c.53]

В ВРД применяется топливо для реактивных двигателей. Теплотворная способность и плотность топлива оказывают непосредственное влияние на такие важные параметры летательного аппарата, как дальность полета, воз-растаюшая пропорционально повышению теплоты сгорания 0 . В ряде случаев оказывается целесообразным применять топлива с меньшей теплотой сгорания, которые требуют для сгорания меньше воздуха и поэтому дают более высокую температуру продуктов сгорания. Например, для сжигания бериллия требуется почти вдвое меньшее количество воздуха 0, теоретически необходимого для полного сгорания 1 кг жидкогсс топлива (7,7 вместо 14,8 кг). Температура горения при этом увеличивается до 4200 К (вместо 2520 К). Такие топлива обеспечивают большую реактивную тягу, скорость полета и могут применяться для форсажных камер ТРД.  [c.270]


Расчетным топливом для котлов типа КВ-ТС принят каменный уголь теплотворной способностью 22 500 кДж/кг (5380 ккал/кг), для котлов типа КВ-ТСВ — бурый уголь теплотой сгорания 15 900 кДж/кг (3700 ккал/кг). Вид и характеристика используемого топлива предопределяют необходи-  [c.68]

Основные сведения. Топливом может бьггь названо любое вещество, способное при горении (окислении) выделять значительное количество теплоты. По определению, данному Д.И. Менделеевым, топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения тепла . Практическая целесообразность топлива определяется его количественными запасами, удобствами добычи, скоростью горения, теплотворной способностью, возможностью длительного хранения и безв]редностью продуктов сгорания для людей, растительного и животного мира и оборудования. Существуют естественные (природные) виды топлив и искусственные.  [c.6]

Топливо. В качестве топлива для доменной плавки используют кокс. Металлургическое топливо должно иметь следующие качества высокую теплотворную способность, прочность, пористость, невысокую зольность и минимальное содержание серы. Кокс отвечает почти всем этим требованиям. Теплота сгорания кокса составляет 5600 ккал1кг [23 520 кдж1кг], поэтому на нем выплавляют 98% мирового производства чугуна.  [c.65]

Топливо. В качестве топлива для доменной плавки используют кокс. Металлургическое топливо должно иметь следующие качества высокую теплотворную способность, прочность, пористость, невысокую зольность и минимальное содержание серы. Кокс отвечает почти всем этим требованиям. Теплота сгорания кокса 5600 ктл1кг [23 520 кдж/кг], поэтому на нем выплавляют 98% мирового чугуна. Кокс получают из каменного угля при нагревании его до 950—1000° без доступа воздуха в специальных печах. При этом из угля удаляются летучие вещества, а остающаяся часть спекается в твердый и пористый кокс.  [c.53]

Испытуемое топливо сжигается внутри калориметра с помощью газовой горелки. Продукты сгорания поднимаются в верхнюю часть калориметра, а затем опускаются вниз по трубкам и удаляются в окружающую среду через патрубок, в котором помещается заслонка 9. При движении вверх и вниз газы о.хлаждаются проточной водой, количество которой замеряется в сосуде 12. Зная это количество, а также температуры воды на входе и на выходе, можно вычистить количество теплоты, отданной газа.ми воде, а затем теплотворную способность газа.  [c.271]

Теплота сгорания топлива. Теплопюй сгорания топлива (теплотворной способностью) называют количество выделившегося тепла в килоджоулях при полном сгорании 1 кг или 1 л топлива (QP кдж/кг или Qp кдж/м ).  [c.132]

Условное топливо. При расчете расхода топлива, в особенности, если учитывается сумма топлив с различными теплотворными способностями, пользуются понятием условное топливо . Условным топливом называют топливо, теплота сгорания которого равна 2,93-10 кдж1кг или — З-Ю кдж/кг.  [c.134]

При сжигании топлива температура факела горения должна быть примерно на 100 °С выше, чем температура, необходимая для завершения процессов клинкерообразования, т. е. она должна составлять 1550 °С. Температура горения зависит от теплоты сгорания топлива. Преобладающим видом топлива в настоящее время является природный газ. Его теплотворная способность 33,6—40 МДж/м . В качестве жидкого топлива применяют обычно высокопарафинистый мазут с температурой застывания 34—36 °С, который до подачи в форсун-  [c.147]


Теплота сгорания (калорийность) каменного угля: низшая, высшая и удельная – чем они отличаются | Грунтовозов

Теплота сгорания угля – одна из важнейших характеристик его эффективности. Она показывает, сколько энергии выделяется при полном сгорании определенной массы топлива.

Можно встретить и другие названия этого свойства – теплотворность или калорийность каменного угля. Измеряется характеристика в Кал/кг (кКал/кг) или Дж/кг (МДж/кг). Обозначается она буквой Q. Значение теплоты сгорания определяют экспериментально в лаборатории.

Образец каменного угля

Образец каменного угля

Измерения проводятся в специальном приборе – калориметре. Колба прибора опущена в емкость с водой. Теплота сгорания определяется по нагреву жидкости. Для получения точных цифр дополнительно проводятся вычисления. При этом учитывают содержание кислорода, водорода, азота и влажности. Методика описана в ГОСТ 147-2013.

Средние показатели теплоты сгорания (калорийности) разных видов твердого топлива:

  • Бурый уголь – 6100-7700 кКал/кг
  • Каменный уголь – 7700-8300 кКал/кг
  • Антрацит – 8000-8500 кКал/кг

Как видно из приведенных данных, каменный уголь – одно из самых эффективных видов твердого топлива. Теплота сгорания выше только у антрацита – конечного продукта метаморфизма растительных остатков.

Низшая и высшая теплота сгорания каменного угля

Теплота сгорания, или количество энергии, выделяемое при полном сгорании определенной массы угля, бывает высшей и низшей. Вычисляют их по специальной формуле в лаборатории.

При определении высшей теплоты сгорания учитывается энергия конденсации водяных паров, или тепло, затраченное на испарение влаги. При определении низшей она не берется во внимание.

Низшая теплота сгорания показывает количество энергии, полученное при сжигании угля вместе с золой и влагой. Она отражает количество тепла, равное высшей теплоте сгорания за вычетом теплоты испарения воды, которая выделилась при горении. Именно низший показатель, в отличие от высшего, имеет практическое значение. Ведь в котлах и печах вода уходит в атмосферу в виде пара, и теплота, выделяющаяся при конденсации, теряется.

В современной терминологии используются также следующие понятия:

  • Высшая теплота сгорания при постоянном объеме (Qs, v)
    Она определяется при сжигании пробы в закрытой колбе.
  • Высшая теплота сгорания при постоянном давлении (Qs, p)
    Это гипотетическое понятие предполагает, что давление воздуха при испытаниях остается неизменным.
  • Низшая теплота сгорания при постоянном объеме (Qi, v)
    Определяется она при полном сгорании образца в закрытой колбе. Вода при этом должна полностью перейти в газообразное состояние.
  • Низшая теплота сгорания при постоянном давлении (Qi, p)
    Показатель определяется после полного сгорания топлива в среде кислорода, когда вся вода остается в виде пара.

Кроме низшей и высшей теплоты сгорания вычисляют удельную. О ней мы расскажем далее.

Удельная теплота сгорания каменного угля

Удельная теплоты сгорания – это физическая величина, которая показывает количество теплоты, выделяемое при полном сгорании каменного угля массой 1 кг. Измеряется она в Кал/кг (кКал/кг) или Дж/кг (МДж/кг) и определяется по специальной формуле.

Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше материала расходуется для отопительных нужд.

Удельная теплота сгорания угля находится в пределах (в МДж/кг):

  • Для бурого – 13-25
  • Для каменного – 27-29
  • Для антрацита – 26-35

Уголь считается топливом с наивысшей теплотворной способностью. Выше всего показатели у антрацита – угля с наивысшей степенью метаморфизма (углефикации). Каменный занимает промежуточное положение, а бурый – самое низкое.

При выборе угля для отопления берут во внимание не только показатель удельной теплоты сгорания. Нужно учитывать и другие факторы. Например, антрацит стоит достаточно дорого, так как он считается самым качественным, а его запасы в мире составляют всего 3% от общего объема ископаемых углей. Поэтому, по соотношению цены и качества, для отопления лучше всего брать каменную разновидность.

Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.

Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.

#уголь #каменный уголь #полезные ископаемые #полезные советы #свойства угля #геология #сыпучие материалы #топливо #энергетика #теплота сгорания

Молярная теплота сгорания: определение и расчеты — видео и стенограмма урока

Калориметр

Для измерения теплоты сгорания используется калориметр. Калориметр представляет собой изолированную систему, в которой можно контролировать весь теплообмен. Когда вы разжигаете костер, дрова горят, а энергия связей превращается в тепло. Но поскольку тепло уходит в окружающую нас среду, очень трудно измерить все тепловые изменения.Таким образом, калориметр использует закрытую систему для измерения изменения температуры.

Обычно калориметр наполняют водой и измеряют изменение температуры воды. Вода используется, потому что мы знаем удельную теплоемкость воды. Другими словами, мы знаем, сколько энергии требуется, чтобы увеличить температуру воды на один градус Цельсия. И это дешевая, легкодоступная среда.

Теплота сгорания рассчитывается путем умножения массы воды на удельную теплоемкость воды и на изменение температуры.Все это уравнение умножается на -1, потому что теплота сгорания отрицательна, потому что тепло теряется или выделяется.

Формула молярной теплоты сгорания

Бомбовый калориметр

Для измерения изменения температуры используется бомбовый калориметр. Калориметр-бомба изолирует воду, чтобы можно было учесть все тепло от горящего образца. Калориметр с бомбой имеет водяную баню со вставленной мешалкой и термометром.В центре водяной бани находится камера бомбы, содержащая образец и источник воспламенения. Регистрируют начальную температуру воды, затем образец поджигают. Затем записывают конечную температуру воды. Затем мы можем использовать уравнение теплоты сгорания для определения энергии в образце.

Пример этанола

Давайте рассмотрим пример с использованием этанола. Во-первых, это настроено со 100 граммами воды в водяной бане. Мы записываем начальную температуру как 25 градусов Цельсия.

Затем мы добавляем 1 грамм этанола в ячейку бомбы и поджигаем ее. Температура воды повышается до 95,91 градуса по Цельсию.

95,91 — 25 = 70,91

Итак, изменение температуры равно 70,91 градуса Цельсия. Удельная теплоемкость воды 4,2 Дж/г/Кл. Вот уравнение теплоты сгорания для этанола.

Теплота сгорания 1 г этанола равна -29 782 Дж, или 29,780 кДж. 1 г этанола равен 0.0217 моль. Обычно молярная теплота сгорания выражается в кДж/моль, поэтому 29,78/0,0217 = 1370 кДж/моль.

Другие примеры

Мы уже рассматривали этанол и спирт, присоединенные к атомам углерода, поэтому теперь рассмотрим спирт, присоединенный к 1 атому углерода, 3 атомам углерода и 4 атомам углерода: метанол, пропанол и бутанол.

В нашем бомбовом калориметре у нас есть 500 граммов воды, и каждый из наших образцов будет по 1 грамму. Давайте посмотрим на изменение температуры для этих:

  • Метанол: 10.89 градусов Цельсия
  • Пропанол: 16,04 градуса Цельсия
  • Бутанол: 17,22 градуса Цельсия

Вот уравнения теплоты сгорания для этих алканолов.

Теперь давайте изменим J на ​​кДж и разделим на моли.

Метанол: -22 869 Дж = -22,869 кДж. 1 грамм метанола = 0,03125 моль. Следовательно, -22,869/0,03125 = -731,8 кДж/моль

Пропанол: -33,683 Дж = -33,683 кДж. 1 грамм пропанола = 0.0167 моль. Следовательно, -33,683/0,0167 = -2016,9 кДж/моль

Бутанол: -36,162 Дж = -36,162 кДж. 1 грамм бутанола = 0,0135 моль. Таким образом, -36,162/0,0135 = -2678,7 кДж/моль

. Расположим по порядку все четыре наших образца:

  • Метанол: -732 кДж/моль
  • Этанол: -1370 кДж/моль
  • Пропанол: -2017 кДж/моль
  • Бутанол: -2678 кДж/моль

Вы заметите, что от одного к другому теплота сгорания меняется примерно на 650 кДж/моль.Это связано с тем, что теплота сгорания Ch3 составляет около 650 кДж/моль. К каждому алканолу добавлен дополнительный Ch3, поэтому он получает дополнительные 650 кДж/моль энергии.

Краткий обзор урока

Молярная теплота сгорания измеряет количество энергии в соединении, измеряя, сколько энергии в форме тепла высвобождается при сгорании соединения. Калориметр используется для измерения теплоты сгорания. Коммерчески используется бомбовый калориметр .При этом образец помещается в ячейку бомбы посреди водяной бани и измеряется изменение температуры воды по мере горения образца. Умножая массу воды на удельную теплоемкость воды при изменении температуры, можно рассчитать молярную теплоту сгорания.

Формула молярной теплоты сгорания

Теплота сгорания — Простая англоязычная Википедия, свободная энциклопедия

Эти куски древесного угля имеют теплотворную способность 7543 ккал/кг.Они горели почти 4 часа.

Теплота сгорания , также называемая теплотой сгорания или энергетической ценностью вещества, представляет собой количество энергии, которое выделяется при сгорании данного количества вещества. Эта энергия выделяется в виде тепла при сгорании вещества в стандартных условиях.

Теплота сгорания ( Δ H ° c ) является мерой количества энергии, выделяющейся в виде теплоты ( q ) при сгорании (сгорании) одного моля вещества.Производство тепла означает, что реакция является экзотермическим процессом и выделяет энергию. Теплота сгорания является специальной формой энтальпии реакции, поскольку она измеряется при стандартных условиях и ограничена одним молем исходного материала. Символ (°) показывает, что значение теплоты сгорания получено при стандартных условиях: 25 градусов Цельсия (298,15 Кельвина) и при постоянном давлении. Давление указывается как в одном баре, так и в одной атмосфере в зависимости от источника. [1] [2]

Теплота сгорания также называется энтальпией сгорания, потому что энергия, выделяемая в результате реакции сгорания, является результатом изменения общей энтальпии исходного вещества, когда оно полностью реагирует с кислородом.Термины теплота сгорания и энтальпия сгорания используются взаимозаменяемо из-за Первого закона термодинамики и соотношения между теплотой при постоянном давлении ( q P ), изменением внутренней энергии (ΔU) и изменением энтальпии. (ΔН). [3] [4]


Уравнение изменения внутренней энергии имеет вид

Δ U = q P PΔV .

Если уравнение переставить, то

q P = Δ U + P Δ V .

Уравнение изменения энтальпии имеет вид .

Термин V Δ P отменяется, так как нет изменения давления, поэтому

Δ Н = Δ U + P Δ В .

Как было сказано ранее,

q P = Δ U + P Δ V .

Следовательно, q P = Δ H .


Измерения теплоты сгорания наиболее распространены при сжигании органических углеводородов, соединений, состоящих из углерода и водорода, но могут включать и другие атомы, содержащиеся в органических соединениях, такие как азот, фосфор, сера и особенно кислород. Значения теплоты сгорания наиболее широко используются для определения того, является ли вещество эффективным источником топлива. [5] Многие органические соединения можно найти в таблицах теплоты сгорания.

Единицы теплоты сгорания могут варьироваться, но всегда указываются как единицы энергии на моль или на единицу массы или объема в зависимости от метода, используемого для сообщения значений.Для оценки эффективности вещества как топлива удобнее использовать энергию на единицу массы или объема. [5]

Как и при любом горении и многих реакциях окисления, для воспламенения вещества должен присутствовать кислород. Реакции горения проводят с кислородом при постоянном давлении в калориметре. Репрезентативной реакцией горения является реакция метана (CH 4 ) в присутствии кислорода.

CH 4 (ж) + O 2 (ж) → CO 2 + H 2 O(л)

Продуктами реакции горения являются вода и углекислый газ, а реагентами являются кислород и углеводороды.Водный продукт может быть в виде газа или жидкости в зависимости от температуры дожигания. Истинное определение теплоты сгорания имеет жидкую воду в конце реакции из-за того, что эксперимент возвращается к стандартной температуре 25°C, при которой вода конденсируется в жидкость. [3] [4] [2]

  1. ↑ Домальский, Е.С. Отдельные значения теплоты сгорания и теплоты образования органических соединений, содержащих элементы C, H, N, O и P.Дж. Физ. хим. Ссылка Данные 1972, 1, стр. 221-277.
  2. 2.0 2.1 Schmidt-Rohr, K. Почему сжигание всегда является экзотермическим, дающим около 418 кДж на моль 02. J. Chem. Эд. 2015, 92, 2094-2099.
  3. 3,0 3,1 Маккуорри, Д. А.; Саймон, Дж. Д. Молекулярная термодинамика; Университетские научные книги, Саусалито, Калифорния, 1999.
  4. 4,0 4,1 Мортимер Р.Г. Физическая химия; 3-е изд.; Макгроу-Хилл, Лондон, 2002 г.
  5. 5,0 5,1 Макмерри, Дж. Э.; Фэй, RC; Робинсон, Дж.К. Химия; 7-е изд.; Пирсон, Аппер-Сэдл-Ривер, Нью-Джерси, 2015 г., стр. 335–337.

Как косвенно измеряется теплота сгорания, пример лабораторного отчета

Теплота сгорания называется энтальпией сгорания и обычно обозначается символом H. Она используется вместе с точным термином энтальпия сгорания. В ходе этой реакции один моль вещества взаимодействует с кислородом с образованием окисленной формы данного элемента вещества, например, атомы углерода превращаются в углекислый газ, а атомы серы в двуокись серы.В результате цель эксперимента реализуется косвенно через определение теплоты сгорания (Н). Как и все энтальпии, H известна как теплота, поглощаемая молем данного вещества для прохождения реакции в три этапа при постоянном давлении; возможна работа, происходящая при расширении против атмосферы, и стадия постоянной температуры.

На практике происходит повышение температуры из-за реакции горения. Кроме того, экспериментально предпочтительно использовать застегивающуюся бутыль постоянного объема при проведении реакции горения.Таким образом, H вычисляется из качеств, которые измеряются непосредственно, но не могут быть измерены напрямую.

При определении H некоторое количество вещества в герметичном контейнере должно быть сожжено и погружено в водяную баню. Теплота, выделяющаяся при сгорании, повышает температуру воды и гребенчатого калориметра. Пока идет реакция, давление в калориметре изменяется за счет изменения температуры одного молярного числа газа по отношению к стехиометрической реакции горения.Изменение энергии в результате реакции рассчитывается с использованием изменения температуры и теплоемкости воды в ванне, а также калориметрического отвода любой энергии, использованной в начале горения. Следовательно, H рассчитывается путем добавления работы PV, часто называемой nRT. Этот эксперимент/калориметрический метод соответствует закону сохранения энергии Гесса, согласно которому общее количество тепла, используемого при сгорании, эквивалентно теплу, используемому для всей реакции; независимо от выбранного пути, H один и тот же.Герметизация контейнера в этом эксперименте играет решающую роль в сохранении энергии за счет минимизации потерь.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Испытание на теплоту сгорания | ioKinetic

Изопериболовый калориметр 6200 используется для определения теплоты сгорания твердых и жидких образцов с целью определения и идентификации потенциально опасных химических реакций. Он широко используется для анализа топлива (твердого или жидкого), отходов и горючих образцов и с высокой точностью обнаруживает минимальные изменения энергии. Наша модель Parr™ 6200 обеспечивает надежность, точность и повторяемость благодаря хорошо зарекомендовавшей себя кислородной бомбе типа Parr™ 1108 и компактности калориметра.Он оснащен водяной рубашкой с регулируемой температурой, встроенной автоматической системой зарядки бомбы кислородом и точной электронной системой термометрии. Калориметр безопасно сжигает образцы до 8000 калорий на одну зарядку при давлении кислорода до 40 атм.

Точность является важным преимуществом тестирования. По словам производителя, высокая точность достигается благодаря электронному термометру, в котором используется термисторный датчик, специально разработанный и запаянный в зонд из нержавеющей стали, расположенный в крышке калориметра.Эта передовая электронная термометрия позволяет получать точные результаты даже при небольших изменениях температуры. Не менее примечательна его эффективная тепловая защита. Герметичный погружной нагреватель и встроенный теплообменник в сочетании с управляемым калориметром контроллером обеспечивают точный контроль температуры рубашки, поскольку он сводит к минимуму внешние тепловые изменения, которые могут повлиять на результаты.

Модель Parr™ 6200 также хорошо известна своей эффективной автоматической системой подачи кислорода, позволяющей проводить быстрые испытания с контролируемой скоростью до заданного давления.Эта современная система автоматически генерирует значение своего энергетического эквивалента (ЭЭ) на основе серии тестов по стандартизации. В соответствии со спецификациями ASTM и международными методами количество тестов по умолчанию составляет 10. Параметры легко настраиваются в соответствии с конкретными требованиями и позволяют быстро получать точные результаты для наших клиентов.

Прибор

Изопериболический калориметр Parr™ 6200

Применимый стандарт

Стандартные методы испытаний, которым соответствует Parr™ 6200: Бомбовый калориметр».

  • ASTM D4809, «Стандартный метод определения теплоты сгорания жидких углеводородных топлив с помощью бомбового калориметра (прецизионный метод)»
  • ASTM D5468, «Стандартный метод определения высшей теплотворной способности и зольности отходов».
  • ASTM D5865, «Стандартный метод определения высшей теплотворной способности угля и кокса»
  • ASTM E711, «Стандартный метод определения высшей теплотворной способности топлива из отходов с помощью бомбового калориметра»
  • ISO 1928, «Твердое минеральное топливо. Определение высшей теплотворной способности бомбовым калориметрическим методом и расчет низшей теплотворной способности»
  • Требования к образцам

    Держатель образца имеет объем ~5.3. Диапазон образцов 52-8000 калорий и диапазон образцов массы 0,6-1,2 г. Параметры тестирования могут быть скорректированы в соответствии с необычными размерами выборки и специфическими требованиями.

    Подготовка проб

    Образцы можно анализировать в том виде, в каком они были получены, или приготовить их в нашей лаборатории. Наши эксперты по дизайну испытаний работали со всем: от высокотоксичных или легковоспламеняющихся образцов, регулируемых образцов, газовой конденсации, введения катализатора и многого другого. Позвоните нам по телефону 1-844-ioKinetic , чтобы обсудить любые конкретные потребности в подготовке проб.

    И теплота сгорания янтарной кислоты на JSTOR

    Абстрактный

    Описаны конструкция, калибровка и применение высокоточного бомбового калориметра анероидного типа. Он состоит из бомбы сгорания из нержавеющей стали конструкции Карлтона-Саттона (1933) в оболочке из алюминиевого сплава, температура которой измеряется платиновым термометром сопротивления. Разработано простое средство измерения энергии электрического воспламенения.Поскольку время, необходимое для достижения теплового стационарного состояния, для этого типа больше, чем для обычного водяного калориметра, теория, лежащая в основе методов учета потерь тепла от калориметра в окружающую среду, была критически пересмотрена, и ограничения широко используемый метод Дикинсона (1914) был четко сформулирован. Для достижения высокой точности оказывается особенно необходимым, чтобы условия, при которых выполняются калибровки и измерения, были максимально схожими.Работая в оптимальных условиях, выбранных после систематических испытаний, можно уменьшить до 0,012% стандартное отклонение значений калибровочной константы с бензойной кислотой в качестве стандартного вещества. Теплоту сгорания янтарной кислоты переопределили как -ΔUR = 3020·57 ± 0·43 кал/г (вакуум). Это очень хорошо согласуется с высокоточным определением Huffmann (1938) 3020, 47 ± 0, 43. Янтарная кислота пригодна в качестве вторичного стандарта для калориметрии горения; а наилучшее значение принимается равным 3020·5±0·5 кал/г (вак.).

    Информация об издателе

    Королевское общество является самоуправляемым объединением многих самых выдающихся ученых мира, представляющих все области науки, техники и медицины, и является старейшей непрерывно существующей научной академией. Фундаментальная цель Общества, отраженная в его учредительных Уставах 1660-х годов, состоит в том, чтобы признавать, продвигать и поддерживать превосходство в науке, а также поощрять развитие и использование науки на благо человечества.Общество сыграло роль в некоторых из самых фундаментальных, значительных и судьбоносных открытий в истории науки, и ученые Королевского общества продолжают вносить выдающийся вклад в науку во многих областях исследований.

    Права и использование

    Этот предмет является частью коллекции JSTOR.
    Условия использования см. в наших Условиях использования
    Философские труды Лондонского королевского общества.Серия А, Математические и физические науки © Королевское общество, 1955 г.
    Запросить разрешения

    Что такое теплота сгорания?

    Что такое теплота сгорания?

     

    Что такое энтальпия сгорания?

    Теплота сгорания:

    • Топливо — это химическое вещество, которое сгорает в кислороде с выделением тепловой энергии.
    • Горение — это химическая реакция между топливом и кислородом с выделением тепла. Горение всегда является экзотермической реакцией.
    • Теплота сгорания — это теплота, выделяемая, когда один моль вещества полностью сгорает в кислороде при стандартных условиях.
    • Вещества могут быть элементами или соединениями.
      (a) Горение элементов
      C(s) + O 2 (g) → CO 2 (g)    ΔH = -394 кДж
      Когда 1 моль углерода полностью сгорает в кислороде с образованием двуокиси углерода, выделяется 394 кДж тепла.Теплота сгорания углерода составляет -394 кДж моль -1 . Диаграмма уровней энергии для сжигания углерода показана ниже.

      (б) Горение соединений
      CH 4 (г) + O 2 (г) → CO 2 (г) + 2H 2 O(л) 9 моль

      901 метан полностью сгорает в кислороде с образованием углекислого газа и воды, выделяется 890 кДж тепла. Теплота сгорания метана составляет -890 кДж моль

      -1 . Диаграмма уровней энергии при сгорании метана показана на рисунке.
    • Избыток кислорода необходим во время горения, чтобы обеспечить полное сгорание.
    • Неполное сгорание из-за недостатка кислорода может привести к образованию разных продуктов, и, следовательно, отдаваемое тепло будет разным.
      (a) В избытке кислорода 1 моль углерода полностью сгорает с образованием углекислого газа и выделением 394 кДж тепла.
      C(s) + O 2 (g) → CO 2 (g)    ΔH = -394 кДж
      (b) При ограниченном доступе кислорода 1 моль углерода сгорает с образованием монооксида углерода и выделением 108 кДж высокая температура.
      C(s) + ½ O 2 (g) → CO 2 (g)    ΔH = -108 кДж
      Примечание: 108 кДж моль -1 .
    • При написании термохимических уравнений мы можем использовать дроби для представления количества молей кислорода, необходимого для того, чтобы количество молей вещества всегда равнялось 1 молю.
    • Различные виды топлива имеют разную теплоту сгорания.
    • Величина теплоты сгорания является для нас важным фактором при принятии решения о том, какое топливо использовать для определенной цели.

    Люди также задают

    Определение теплового сгорания по бомбам калоримеру

    Определение тепла сгорания:

    1. Тепловое сгорание топлива можно определить точно с помощью бомбы калориметр.
    2. Изотермический контейнер наполнен известным количеством воды. Небольшой образец известной массы в стальной бомбе поджигается электрическим током и полностью сгорает.Теплота, выделяющаяся при реакции, определяется по повышению температуры воды, окружающей бомбу.
    3. Калориметр-бомба специально разработан для минимизации потерь тепла в окружающую среду.

    В лаборатории теплоту сгорания топлива можно определить следующим образом.

    • Жидкое топливо сжигается в избытке кислорода.
    • Определяются масса и количество молей топлива.
    • Произведенное тепло используется для нагревания известной массы воды.
    • Измеряется повышение температуры воды.
    • Теплота, поглощаемая водой, рассчитывается по формуле H = mcθ.
    • Вычисляется тепло, выделяемое топливом. Считаем, что вся теплота, выделяемая при сгорании топлива, поглощается водой.
      Теплота, выделяемая при сгорании топлива = теплота, поглощаемая водой
    • Рассчитывается теплота сгорания (теплота, выделяемая 1 молем топлива).

    Теплота сгорания различных спиртов

    Одним из примеров жидкого топлива является спирт.Различные члены семейства спиртов имеют разную теплоту сгорания. В таблице ниже показана теплота сгорания некоторых спиртов.

    8 Алронт

    8 Формула
    Количество атомов углерода на молекулу Количество атомов водорода на молекулу Относительная молекулярная масса Тепловое тепло (KJ Mol -1 )
    CH

    0 3 OH
    1 4 32 -7928
    Ethanol C 2 H 5 О 2 6 46 -1376 -1376
    Пропан-1-OL C 3 H 7 OH 3 8 60 -2016
    Бутан-1-ол C 4 H 9 OH 4 10 74 -2678
    C 5 H 11 OH 5 12 88 -3332 -3332
    Hexan-1-OL C 6 H 13 OH 6 14 102 -3981

    Из таблицы видно, что теплота сгорания спирта увеличивается с увеличением

    • числа атомов углерода в молекуле
    • числа атомов водорода в молекуле 590 907 907 относительной массы
    • 900

      При сгорании спирта:

      • Атом углерода сгорает с образованием двуокиси углерода.
        [C] + O 2 (г) → CO 2 (г) + теплота
      • Атом водорода сгорает с образованием воды.
        [H] + ½ O 2 (г) → H 2 O(г) + тепло
      • Обе реакции экзотермические. Следовательно, при сжигании большего количества атомов углерода и водорода выделяется больше тепла.
      • Относительная молекулярная масса пропорциональна количеству атомов углерода и водорода в молекуле. Таким образом, теплота сгорания спирта увеличивается с увеличением относительной молекулярной массы.

      Разница в теплоте сгорания последовательных членов почти одинакова, то есть около 650 кДж.

      8 Пара спиртов

      9
      Methanol и этанол 1376 — 728 = 648
      Этанол и пропан-1-ол 2016 — 1376 = 640
      Пропан-1-ол и Бутан-1-Оль 2678 — 2016 = 662
      Butan-1-OL и Pentan-1-OL 3332 — 2678 = 654
      Пентан-1-ол и гексан-1-ол 3981 – 3332 = 649


      (б) Постоянное увеличение теплоты сгорания последовательных членов спирта происходит из-за дополнительной теплоты, выделяемой одним дополнительным атомом углерода и двумя атомами водорода в группе -СН 2 .

      Если построить график зависимости теплоты сгорания от числа атомов углерода в молекуле спирта, получится график, показанный на рисунке.

      Теплота сгорания спиртов эксперимент

      Цель: Исследовать, имеет ли спирт с большим числом атомов углерода на молекулу более высокую теплоту сгорания.
      Постановка задачи: Имеет ли спирт с большим числом атомов углерода на молекулу более высокую теплоту сгорания?
      Гипотеза: Чем больше число атомов углерода в молекуле спирта, тем выше теплота сгорания.
      Переменные:
      (a) Управляемая переменная: Различные типы спиртов/число атомов углерода в молекуле спирта
      (b) Отвечающая переменная: Теплота сгорания
      (c) Управляемые переменные: Объем воды, медная банка, термометр
      Материалы: Метанол, этанол, пропан-1-ол, бутан-1-ол, вода.
      Аппаратура: Медная банка, штатив, термометр (0–100°C), 100 см 3 мерный цилиндр, спиртовки, электронные весы, треугольник из глины, ветровое стекло, деревянный брусок.
      Процедура:

      1. 200 см 3 воды отмеряют с помощью мерного цилиндра и наливают в медную банку.
      2. Медная банка помещается на штативную подставку.
      3. Измеряется и записывается начальная температура воды.
      4. Ветровое стекло размещается, как показано на рисунке.
      5. Около 50 см 3 метанола наливают в спиртовку и записывают массу лампы и ее содержимого.
      6. Лампа помещается под медную банку, как показано на рисунке, и сразу же зажигается фитиль лампы.
      7. Воду перемешивают на протяжении всего эксперимента.
      8. Когда температура воды повышается на 30°C, пламя гасится и регистрируется самая высокая температура, достигнутая водой.
      9. Масса лампы и ее содержимого немедленно взвешивается и записывается.
      10. Шаги с 1 по 9 повторяются с использованием этанола, пропан-1-ола и бутан-1-ола для замены метанола, при этом другие факторы остаются неизменными.

      РЕЗУЛЬТАТЫ:

      Интерпретация данных:
      1. Тепловое сгорание метанола


      2. Аналогичным образом, нагревание сгорания этанола, пропан-1 -OL и бутана 1 -ол можно рассчитать.
      Обсуждение:

      1. Горение спирта является экзотермической реакцией, при этом выделяется тепло.
      2. Спирт представляет собой соединение, содержащее углерод, водород и кислород.
      3. Теплота сгорания каждого спирта зависит от количества атомов углерода и водорода в молекулярной формуле молекулы спирта.
      4. Чем больше число атомов углерода и водорода в молекуле спирта, тем выше теплота сгорания.
      5. Теплота сгорания, полученная в результате эксперимента, всегда меньше теоретического значения. Это происходит потому, что:
        (а) Сгорание спирта не всегда полное.Вместо углекислого газа и воды могут образоваться углерод и окись углерода из-за неполного сгорания.
        (b) Некоторое количество тепла теряется в окружающую среду во время горения.
        (c) Небольшое количество спирта испарилось.
      6. Для получения более точного результата необходимо принять следующие меры предосторожности.
        (а) Пламя горящего спирта всегда должно касаться дна медной банки.
        (b) Используется тонкая медная банка. Медь является хорошим проводником тепла, поэтому она может передавать теплоту, выделяющуюся при сгорании спирта, воде.
        (c) В эксперименте не используется проволочная сетка, поскольку она может поглотить часть тепла, выделяемого при горении.
        (d) Когда пламя погаснет, спиртовку нужно немедленно взвесить, потому что спирты легко испаряются.
        (e) Воду в медной банке необходимо перемешивать на протяжении всего эксперимента, чтобы обеспечить однородность температуры воды.
        (f) Ветровое стекло используется для защиты пламени от потоков воздуха. Воздушные потоки ускоряют отдачу тепла в окружающую среду.

      Вывод:
      Теплота сгорания увеличивается по мере увеличения числа атомов углерода и водорода в молекуле спирта. Таким образом, гипотеза принимается.

      Как рассчитать теплоту горения примеры задач с решениями

      1.  Полное сгорание 1 моля 1-бутанола, C 4 H 9 OH производит 2678 кДж тепла. Рассчитайте массу 1-бутанола, необходимого для полного сгорания в избытке кислорода, чтобы повысить температуру 500 см3 3 воды на 35°С.
      [Удельная теплоемкость воды: 4,2 Дж г -1 °C -1 ; плотность воды: 1 г см -3 ]
      Раствор:


      2.  Проведен опыт по определению теплоты сгорания этанола, С 2 Н 5 90.130 Результаты эксперимента показаны ниже.
      Объем используемой воды = 200 см 3
      Начальная температура воды = 29,0°C
      Максимальная температура воды = 59.0°C
      Масса спиртовки и этанола до сгорания = 245,85 г
      Масса спиртовки и этанола после сгорания = 244,95 г
      На основании полученных результатов рассчитайте теплоту сгорания этанола и постройте диаграмму уровней энергии для полного сгорания этанола.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    *