Таблиците представят масовата специфична топлина на изгаряне на гориво (течно, твърдо и газообразно) и някои други горими материали. Разгледани са следните горива: въглища, дърва за огрев, кокс, торф, керосин, петрол, алкохол, бензин, природен гази т.н.
Списък с маси:
По време на екзотермичната реакция на окисляване на горивото неговата химическа енергия се превръща в топлинна енергия с отделяне на определено количество топлина. Получената топлинна енергия обикновено се нарича топлина на изгаряне на горивото. Тя зависи от нейния химичен състав, влажност и е основната. Топлината на изгаряне на горивото на 1 kg маса или 1 m 3 обем образува масовата или обемна специфична топлина на изгаряне.
Специфичната топлина на изгаряне на горивото е количеството топлина, отделена при пълното изгаряне на единица маса или обем твърдо, течно или газообразно гориво. В Международната система от единици тази стойност се измерва в J/kg или J/m 3.
Специфичната топлина на изгаряне на горивото може да се определи експериментално или да се изчисли аналитично.Експерименталните методи за определяне на калоричността се основават на практическо измерване на количеството топлина, отделена при изгаряне на гориво, например в калориметър с термостат и горивна бомба. За гориво с известни химически съставСпецифичната топлина на изгаряне може да се определи с помощта на формулата на Менделеев.
Има по-висока и по-ниска специфична топлина на изгаряне.По-високата калоричност е максимален бройтоплината, отделена по време на пълното изгаряне на горивото, като се вземе предвид топлината, изразходвана за изпаряване на влагата, съдържаща се в горивото. По-ниска топлинна стойност по-малко от стойносттапо-висока с количеството топлина на кондензация, която се образува от влагата на горивото и водорода на органичната маса, която се превръща във вода по време на горенето.
За определяне на показателите за качество на горивото, както и при термични изчисления обикновено използват по-ниска специфична топлина на изгаряне, което е най-важната топлинна и производителна характеристика на горивото и е показано в таблиците по-долу.
Специфична топлина на изгаряне на твърди горива (въглища, дърва за огрев, торф, кокс)
Таблицата представя стойностите на специфичната топлина на изгаряне на сухо твърдо гориво в измерение MJ/kg. Горивото в таблицата е подредено поименно по азбучен ред.
От разглежданите твърди горива най-висока калоричност имат коксуващите въглища - тяхната специфична топлина на изгаряне е 36,3 MJ/kg (или в единици SI 36,3·10 6 J/kg). В допълнение, високата калоричност е характерна за въглища, антрацит, дървени въглища и кафяви въглища.
Горивата с ниска енергийна ефективност включват дърва, дърва за огрев, барут, торф за смилане и нефтени шисти. Така например специфичната топлина на изгаряне на дървата за огрев е 8,4...12,5, а на барута е само 3,8 MJ/kg.
| гориво | |
|---|---|
| Антрацит | 26,8…34,8 |
| Дървесни пелети (пелети) | 18,5 |
| Сухи дърва за огрев | 8,4…11 |
| Сухи брезови дърва за огрев | 12,5 |
| Газов кокс | 26,9 |
| Взривен кокс | 30,4 |
| Полукокс | 27,3 |
| Прах | 3,8 |
| шисти | 4,6…9 |
| Маслени шисти | 5,9…15 |
| Твърдо ракетно гориво | 4,2…10,5 |
| Торф | 16,3 |
| Влакнест торф | 21,8 |
| Смлян торф | 8,1…10,5 |
| Торфена троха | 10,8 |
| Кафяви въглища | 13…25 |
| Кафяви въглища (брикети) | 20,2 |
| Кафяви въглища (прах) | 25 |
| Донецки въглища | 19,7…24 |
| дървени въглища | 31,5…34,4 |
| Въглища | 27 |
| Коксуващи се въглища | 36,3 |
| Кузнецки въглища | 22,8…25,1 |
| Челябински въглища | 12,8 |
| Екибастузски въглища | 16,7 |
| Фресторф | 8,1 |
| Шлак | 27,5 |
Специфична топлина на изгаряне на течни горива (алкохол, бензин, керосин, масло)
Дадена е таблица за специфичната топлина на изгаряне на течно гориво и някои други органични течности. Трябва да се отбележи, че горивата като бензин, дизелово гориво и масло имат високо отделяне на топлина по време на изгаряне.
Специфичната топлина на изгаряне на алкохол и ацетон е значително по-ниска от традиционните моторни горива. В допълнение, течното ракетно гориво има относително ниска калоричност и при пълно изгаряне на 1 kg от тези въглеводороди ще се отдели количество топлина, равно съответно на 9,2 и 13,3 MJ.
| гориво | Специфична топлина на изгаряне, MJ/kg |
|---|---|
| ацетон | 31,4 |
| Бензин А-72 (ГОСТ 2084-67) | 44,2 |
| Авиационен бензин B-70 (GOST 1012-72) | 44,1 |
| Бензин AI-93 (GOST 2084-67) | 43,6 |
| Бензол | 40,6 |
| Зимно дизелово гориво (GOST 305-73) | 43,6 |
| Лятно дизелово гориво (GOST 305-73) | 43,4 |
| Течно ракетно гориво (керосин + течен кислород) | 9,2 |
| Авиационен керосин | 42,9 |
| Керосин за осветление (ГОСТ 4753-68) | 43,7 |
| Ксилол | 43,2 |
| Мазут с високо съдържание на сяра | 39 |
| Мазут с ниско съдържание на сяра | 40,5 |
| Мазут с ниско съдържание на сяра | 41,7 |
| Мазут със сяра | 39,6 |
| Метилов алкохол (метанол) | 21,1 |
| n-Бутилов алкохол | 36,8 |
| Масло | 43,5…46 |
| Метаново масло | 21,5 |
| Толуен | 40,9 |
| Уайт спирт (GOST 313452) | 44 |
| Етилен гликол | 13,3 |
| Етилов алкохол (етанол) | 30,6 |
Специфична топлина на изгаряне на газообразни горива и горими газове
Представена е таблица на специфичната топлина на изгаряне на газообразно гориво и някои други горими газове в размерност MJ/kg. От разглежданите газове той има най-високата специфична топлина на изгаряне. Пълното изгаряне на един килограм от този газ ще освободи 119,83 MJ топлина. Също така гориво като природния газ има висока калоричност - специфичната топлина на изгаряне на природния газ е 41...49 MJ/kg (за чистия газ е 50 MJ/kg).
| гориво | Специфична топлина на изгаряне, MJ/kg |
|---|---|
| 1-Бутен | 45,3 |
| Амоняк | 18,6 |
| ацетилен | 48,3 |
| Водород | 119,83 |
| Водород, смес с метан (50% H 2 и 50% CH 4 тегловни) | 85 |
| Водород, смес с метан и въглероден оксид (33-33-33% от теглото) | 60 |
| Водород, смес с въглероден окис (50% H 2 50% CO 2 тегловни) | 65 |
| Доменен газ | 3 |
| Коксов газ | 38,5 |
| Втечнен въглеводороден газ LPG (пропан-бутан) | 43,8 |
| Изобутан | 45,6 |
| Метан | 50 |
| n-бутан | 45,7 |
| n-хексан | 45,1 |
| n-пентан | 45,4 |
| Свързан газ | 40,6…43 |
| Природен газ | 41…49 |
| Пропадиен | 46,3 |
| Пропан | 46,3 |
| Пропилен | 45,8 |
| Пропилен, смес с водород и въглероден оксид (90%-9%-1% тегловни) | 52 |
| Етан | 47,5 |
| Етилен | 47,2 |
Специфична топлина на изгаряне на някои горими материали
Предоставена е таблица за специфичната топлина на изгаряне на някои горими материали (дърво, хартия, пластмаса, слама, гума и др.). Трябва да се отбележат материали с високо отделяне на топлина при горене. Такива материали включват: каучук от различни видове, експандиран полистирол (пяна), полипропилен и полиетилен.
| гориво | Специфична топлина на изгаряне, MJ/kg |
|---|---|
| Хартия | 17,6 |
| изкуствена кожа | 21,5 |
| Дърво (пръчки с 14% съдържание на влага) | 13,8 |
| Дърва на купчини | 16,6 |
| Дъбово дърво | 19,9 |
| Смърчово дърво | 20,3 |
| Дървесно зелено | 6,3 |
| Борово дърво | 20,9 |
| Капрон | 31,1 |
| Карболитни продукти | 26,9 |
| Картон | 16,5 |
| Стирен бутадиен каучук SKS-30AR | 43,9 |
| Естествен каучук | 44,8 |
| Синтетичен каучук | 40,2 |
| Гумени SKS | 43,9 |
| Хлоропренов каучук | 28 |
| Линолеум от поливинилхлорид | 14,3 |
| Двуслоен линолеум от поливинилхлорид | 17,9 |
| Линолеум от поливинилхлорид на филцова основа | 16,6 |
| Линолеум от поливинилхлорид на топла основа | 17,6 |
| Линолеум от поливинилхлорид на тъкан | 20,3 |
| Гумен линолеум (Relin) | 27,2 |
| Парафин парафин | 11,2 |
| Пенопласт PVC-1 | 19,5 |
| Пенопласт FS-7 | 24,4 |
| Пенопласт FF | 31,4 |
| Експандиран полистирол PSB-S | 41,6 |
| Полиуретанова пяна | 24,3 |
| Фазер | 20,9 |
| Поливинилхлорид (PVC) | 20,7 |
| Поликарбонат | 31 |
| Полипропилен | 45,7 |
| Полистирен | 39 |
| Полиетилен високо налягане | 47 |
| Полиетилен с ниско налягане | 46,7 |
| каучук | 33,5 |
| рубероид | 29,5 |
| Канал сажди | 28,3 |
| сено | 16,7 |
| Слама | 17 |
| Органично стъкло (плексиглас) | 27,7 |
| Текстолит | 20,9 |
| Тол | 16 |
| TNT | 15 |
| Памук | 17,5 |
| Целулоза | 16,4 |
| Вълна и вълнени влакна | 23,1 |
източници:
- ГОСТ 147-2013 Твърдо минерално гориво. Определяне на по-висока калоричност и изчисляване на по-ниска калоричност.
- ГОСТ 21261-91 Нефтопродукти. Метод за определяне на високата калоричност и изчисляване на долната калоричност.
- ГОСТ 22667-82 Природни запалими газове. Изчислителен метод за определяне на калоричността, относителната плътност и числото на Вобе.
- ГОСТ 31369-2008 Природен газ. Изчисляване на калоричност, плътност, относителна плътност и число на Wobbe въз основа на компонентния състав.
- Zemsky G. T. Запалими свойства на неорганични и органични материали: справочник М.: ВНИИПО, 2016 г. - 970 с.
IN този урокще се научим да изчисляваме количеството топлина, което отделя горивото при горене. Освен това ще разгледаме характеристиките на горивото - специфичната топлина на изгаряне.
Тъй като целият ни живот се основава на движение, а движението се основава най-вече на изгарянето на гориво, изучаването на тази тема е много важно за разбирането на темата „Топлинни явления“.
След като проучихме въпросите, свързани с количеството топлина и специфичния топлинен капацитет, нека да преминем към разглеждане количество топлина, отделено при изгаряне на гориво.
Определение
гориво- вещество, което при някои процеси (горене, ядрени реакции) произвежда топлина. Е източник на енергия.
Горивото се случва твърди, течни и газообразни(фиг. 1).
ориз. 1. Видове гориво
- ДО твърди видовегоривата включват въглища и торф.
- Течните горива включват петрол, бензин и други петролни продукти.
- Газообразните горива включват природен газ.
- Отделно можем да подчертаем много често срещаните напоследък ядрено гориво.
Изгарянето на гориво е химичен процес, който се окислява. По време на горенето въглеродните атоми се свързват с кислородните атоми, за да образуват молекули. В резултат на това се освобождава енергия, която човек използва за свои цели (фиг. 2).
ориз. 2. Образуване на въглероден диоксид
За характеризиране на горивото се използва следната характеристика: калоричност. Калоричността показва колко топлина се отделя при изгарянето на горивото (фиг. 3). Във физиката калоричността съответства на понятието специфична топлина на изгаряне на веществото.
ориз. 3. Специфична топлина на изгаряне
Определение
Специфична топлина на изгаряне - физическо количество, което характеризира горивото, е числено равно на количеството топлина, което се отделя при пълното изгаряне на горивото.
Специфичната топлина на изгаряне обикновено се означава с буквата . Мерни единици:
Няма мерна единица, тъй като изгарянето на горивото става при почти постоянна температура.
Определя се специфичната топлина на изгаряне емпиричноизползване на сложни инструменти. Въпреки това, за решаване на проблеми има специални маси. По-долу представяме стойностите на специфичната топлина на изгаряне за някои видове гориво.
|
вещество |
|
Таблица 4. Специфична топлина на изгаряне на някои вещества
От дадените стойности става ясно, че по време на горенето се отделя огромно количество топлина, така че се използват мерните единици (мегаджаули) и (гигаджаули).
За да се изчисли количеството топлина, отделена по време на изгарянето на гориво, се използва следната формула:
Тук: - маса на горивото (kg), - специфична топлина на изгаряне на гориво ().
В заключение отбелязваме, че по-голямата част от горивото, използвано от човечеството, се съхранява с помощта на слънчева енергия. Въглища, нефт, газ - всичко това се е образувало на Земята поради влиянието на Слънцето (фиг. 4).
ориз. 4. Образуване на гориво
В следващия урок ще говорим за закона за запазване и преобразуване на енергията при механични и топлинни процеси.
списъклитература
- Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ед. Орлова V.A., Roizena I.I. Физика 8. - М.: Мнемозина.
- Перишкин А.В. Физика 8. - М.: Дропла, 2010.
- Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. - М.: Просвещение.
- Интернет портал “festival.1september.ru” ()
- Интернет портал “school.xvatit.com” ()
- Интернет портал “stringer46.narod.ru” ()
домашна работа
специфична топлина на изгаряне- специфичен топлинен капацитет - Теми нефтена и газова промишленост Синоними специфичен топлинен капацитет EN специфична топлина ...
Количеството топлина, отделена при пълното изгаряне на 1 kg гориво. Специфичната топлина на изгаряне на горивото се определя експериментално и е най-важната характеристикагориво. Вижте също: Гориво Финансов речник Финам... Финансов речник
специфична топлина на изгаряне на торф от бомба- По-висока топлина на изгаряне на торфа, като се вземе предвид топлината на образуване и разтваряне в сярна и азотни киселини. [GOST 21123 85] Недопустима, непрепоръчителна калоричност на торф за бомба Теми торф Общи условия свойства на торф EN ... ... Ръководство за технически преводач
специфична топлина на изгаряне (гориво)- 3.1.19 специфична топлина на изгаряне (гориво): Общото количество енергия, освободено при регулирани условия на изгаряне на гориво. Източник...
Специфична топлина на изгаряне на торф от бомба- 122. Специфична топлина на изгаряне на торф от бомба По-висока топлина на изгаряне на торф, като се вземе предвид топлината на образуване и разтваряне на сярна и азотна киселина във вода Източник: GOST 21123 85: Торф. Термини и определения оригинален документ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация
специфична топлина на изгаряне на горивото- 35 специфична топлина на изгаряне на гориво: Общото количество енергия, освободено при определени условия на изгаряне на горивото. Източник: GOST R 53905 2010: Енергоспестяване. Термини и определения оригинален документ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация
Това е количеството топлина, отделена при пълното изгаряне на маса (за твърди и течни вещества) или обемна (за газообразни) единица вещество. Измерва се в джаули или калории. Топлина на изгаряне на единица маса или обем гориво, ... ... Wikipedia
Съвременна енциклопедия
Топлина на изгаряне- (топлина на изгаряне, съдържание на калории), количеството топлина, отделена по време на пълното изгаряне на горивото. Има специфична топлина на изгаряне, обемна топлина и т.н. Например специфичната топлина на изгаряне на въглищата е 28 34 MJ/kg, на бензина е около 44 MJ/kg; обемен...... Илюстрован енциклопедичен речник
Специфична топлина на изгаряне на гориво- Специфична топлина на изгаряне на гориво: общото количество енергия, освободено при определени условия на горене...
Човечеството в процеса на своята еволюция се е научило да получава топлинна енергия чрез изгаряне. различни видовегориво. Най-простият пример е огън от дърва, който е бил запален първобитни хора, и оттогава торф, въглища, бензин, петрол, природен газ - всичко това са видове гориво, изгаряйки които човек получава топлинна енергия. И така, какво е специфична топлина на изгаряне?
Откъде идва топлината по време на процеса на горене?
Самият процес на горене е химичен процес. реакция на окисление. Повечето горива съдържат големи количества въглерод С, водород Н, сяра S и други вещества. По време на горенето атомите C, H и S се свързват с кислородни атоми O2, което води до молекули CO, CO2, H2O, SO2. В този случай се отделя голямо количество топлинна енергия, която хората са се научили да използват за свои собствени цели.
ориз. 1. Видове гориво: въглища, торф, нефт, газ.
Основният принос за отделянето на топлина се прави от въглерод С. Вторият по големина принос за количеството топлина се прави от водород Н.
ориз. 2. Въглеродните атоми реагират с кислородните атоми.
Какво е специфична топлина на изгаряне?
Специфичната топлина на изгаряне q е физична величина, равна на количеството топлина, отделена при пълното изгаряне на 1 kg гориво.
Формулата за специфична топлина на изгаряне изглежда така:
$$q=(Q \over m)$$
Q е количеството топлина, отделена при изгаряне на гориво, J;
m - маса на горивото, kg.
Мерната единица за q в Международната система от единици (SI) е J/kg.
$$[q]=(J \над kg)$$
За означаване на големи стойности на q често се използват извънсистемни енергийни единици: килоджаули (kJ), мегаджаули (MJ) и гигаджаули (GJ).
q стойности за различни веществаопределени експериментално.
Като знаем q, можем да изчислим количеството топлина Q, което ще се получи при изгарянето на гориво с маса m:
Как се измерва специфичната топлина на изгаряне?
За измерване на q се използват инструменти, наречени калориметри (calor - топлина, metreo - мярка).
Вътре в устройството се изгаря контейнер с порция гориво. Контейнерът се поставя във вода с известна маса. В резултат на горенето отделената топлина загрява водата. Големината на масата на водата и промяната в нейната температура позволяват да се изчисли топлината на изгаряне. След това q се определя с помощта на горната формула.
ориз. 3. Измерване на специфичната топлина на изгаряне.
Къде можете да намерите стойности на q
Информация за стойностите на специфичната топлина на изгаряне за конкретни видове гориво можете да намерите в техническите справочници или в техните електронни версиина интернет ресурси. Обикновено те са представени в следната таблица:
Специфична топлина на изгаряне, q
Проучени ресурси, съвременни видовегоривата са ограничени. Следователно в бъдеще те ще бъдат заменени от други източници на енергия:
- атомни, използващи енергията на ядрените реакции;
- слънчева, преобразуваща енергията на слънчевата светлина в топлина и електричество;
- вятър;
- геотермална, използваща топлината на естествените горещи извори.
Какво научихме?
И така, разбрахме защо се отделя много топлина при изгаряне на гориво. За да се изчисли количеството топлина, отделена при изгарянето на определена маса m гориво, е необходимо да се знае стойността q - специфичната топлина на изгаряне на това гориво. Стойностите на q са определени експериментално чрез калориметрични методи и са дадени в справочници.
Тест по темата
Оценка на доклада
Средна оценка: 4.2. Общо получени оценки: 65.
