Удельная теплота топлива. Теплотворная способность различных видов топлива: дрова, уголь, пеллеты, брикеты

Всем известно, что в нашей жизни огромную роль играет использование топлива. Топливо применяют практически в любой отрасли современной промышленности. Особенно часто применяется топливо, полученное из нефти: бензин, керосин, соляр и другие. Также применяют горючие газы (метан и другие).

Откуда берется энергия у топлива

Известно, что молекулы состоят из атомов . Для того, чтобы разделить какую либо молекулу (например, молекулу воды) на составляющие её атомы, требуется затратить энергию (на преодоление сил притяжения атомов). Опыты показывают, что при соединении атомов в молекулу (это и происходит при сжигании топлива) энергия, напротив, выделяется.

Таким образом, испытывая давление, повышенные температуры, не оставляя воды и газов, образуется уголь. Это говорит о том, что уголь является результатом перехода углерода из газообразного состояния в кристалл. Эта версия основана на том факте, что большое количество углерода в газообразном состоянии может содержаться в недрах Земли. В процессе охлаждения он выпадает в виде угля.

Запасы распределены неравномерно по всей стране: 95% расположены в восточных районах, и более 60% из них относятся к Сибири. Основные угольные бассейны: Кузнецкий, Канско-Ачинский, Печерский, Донецк. По добыче угля Россия занимает 5-е место в мире. Простейшая добыча ископаемого угля известна с древних времен и встречается в Китае и Греции. В то время уголь начал использоваться для производства соли, кузнечного дела и отопления домов.

Как известно, существует ещё и ядерное топливо, но мы не будем здесь говорить о нём.

При сгорании топлива выделяется энергия. Чаще всего это тепловая энергия . Опыты показывают, что количество выделившейся энергии прямо пропорционально количеству сгоревшего топлива.

Существует два основных способа добычи угля: открытый и закрытый. Способ добычи зависит от глубины породы. Если отложения глубиной до 100 метров, способ добычи открыт. Если глубина больше, то образуются люки, и есть специальные подземные туннели. Кстати, уголь обычно образуется на глубине 3 и более километров. Но в результате движения слоев Земли слои поднимаются около поверхности или опускаются. Отложения угля находятся в виде слоев и линзовидных. Структура слоистая или зернистая. А средняя толщина угольного пласта равна, например, до 2 метров.

Удельная теплота сгорания

Для расчёта этой энергии используют физическую величину, называемую удельная теплота сгорания топлива. Удельная теплота сгорания топлива показывает, какая энергия выделяется при сгорании единичной массы топлива.

Её обозначают латинской буквой q. В системе СИ единица измерения этой величины Дж/кг. Отметим, что каждое топливо имеет собственную удельную теплоту сгорания. Эта величина измерена практически для всех видов топлива и при решении задач определяется по таблицам.

Уголь - это не только полезная ископаемая, она представляет собой коллекцию высокомолекулярных соединений с высоким содержанием углерода, а также воды и летучих веществ с небольшим количеством минеральных примесей. Цифры указаны в процентах, точный состав зависит от местоположения месторождений и климатических условий. Чтобы понять качество угля, идентифицируются несколько важных моментов. Во-первых, степень их влажности. Во-вторых, зольность в угле. Уголь считается пригодным для использования, если после сжигания зола составляет 30% или меньше.

Например, удельная теплота сгорания бензина 46 000 000 Дж/кг, керосина такая же, этилового спирта 27 000 000 Дж/кг. Нетрудно понять, что энергия, выделившаяся при сгорании топлива, равна произведению массы этого топлива и удельной теплоты сгорания топлива:

Рассмотрим примеры

Рассмотрим пример. 10 граммов этилового спирта сгорело в спиртовке за 10 минут. Найдите мощность спиртовки.

В отличие от бурого угля камни не содержат гуминовых кислот, в которых они превращаются в углеводы. Соответственно, плотность и содержание углерода в них больше, чем в буром. Говоря о свойствах, выделяются следующие разновидности угля: блестящие, полузакрытые, матовые и волнистые. По степени обогащения уголь делится на концентраты, пролекарства и шламы. Концентраты используются в котле и для выработки электроэнергии. Продукция идет на металлургию. Существует также классификация угля по размерам кусков.

Основными технологическими свойствами угля являются спекуляция и кокс. Спекуляция - это способность угля образовывать расплавленный остаток при нагревании. Это свойство угля приобретается на этапах его образования. Ковалентность - это способность угля при определенных условиях и высокой температуре образовывать куски пористого материала - кокса. Это свойство дает дополнительную ценность угля. При образовании углерода происходят изменения содержания углерода в угле и к уменьшению количества кислорода, водорода и летучих веществ, а также изменяется теплота сгорания.

Решение. Найдём количество теплоты, выделившееся при сгорании спирта:

Q = q*m; Q = 27 000 000 Дж/кг * 10 г = 27 000 000 Дж/кг * 0,01 кг = 270 000 Дж.

Найдём мощность спиртовки:

N = Q / t = 270 000 Дж / 10 мин = 270 000 Дж / 600 с = 450 Вт.

Рассмотрим более сложный пример. Алюминиевую кастрюлю массой m1, заполненную водой массой m2, нагрели с помощью примуса от температуры t1 до температуры t2 (00С < t1 < t2

Из этого следует классификация угля по брендам. Долговечные и газовые обычно используются в котельной, так как они могут гореть без вентилятора. Газообразные жиры и жиры используются в черной металлургии для производства стали и чугуна. Для получения электричества используются пост-опрыскивание, постное и низкокушение, так как они имеют высокую температуру сжигания. В то же время их сгорание связано с технологическими трудностями. Область использования угля очень обширна, тогда как в начале их добычи в России они использовали их главным образом для отопления домов и кузнечного дела.

Решение.

Найдём количество теплоты, полученное алюминием:

Q1 = c1 * m1 * (t1 t2);

найдём количество теплоты, полученное водой:

Q2 = c2 * m2 * (t1 t2);

найдём количество теплоты, полученное кастрюлей с водой:

найдём количество теплоты, отданное сгоревшим бензином:

Q4 = Q3 / k * 100 = (Q1 + Q2) / k * 100 =

(c1 * m1 * (t1 t2) + c2 * m2 * (t1 t2)) / k * 100;

найдём массу сгоревшего бензина:

В настоящее время много камней используют уголь. Например, металлургическая промышленность. Здесь для плавки металла необходима высокая температура, и поэтому такой тип угля, как кокс. Химическая промышленность использует уголь для кокса и дополнительно производит коксовый газ, из которого производятся углеводороды. В процессе переработки углеводородов получают толуол, бензол и тому подобное. вещества, которые производят линолеум, лаки, краски и т.д. уголь также используется в качестве источника тепла.

Как для населения, так и для получения энергии на тепловых электростанциях. Кроме того, из угля в процессе нагрева образуется некоторая сажа, из которой образуются каучук, краска для типографии, чернила, пластик и т.д. таким образом, возвращаясь к утверждению Эдварда Мартина, мы можем смело утверждать, что скромный внешний вид угля никоим образом не снижает их свойства и полезные свойства.

m = Q4 / q = (c1 * m1 * (t1 t2) + c2 * m2 * (t1 t2)) / k * 100 / q

Ответ: масса сгоревшего бензина равна

(c1 * m1 * (t1 t2) + c2 * m2 * (t1 t2)) / k * 100 / q.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Удельная теплоёмкость: расчет количества теплоты
Следующая тема:   

Известно, что источником энергии, которая используется в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, в быту, является топливо. Это уголь, нефть, торф, дрова, природный газ и др. При сгорании топлива выделяется энергия. Попытаемся выяснить, за счёт чего выделяется при этом энергия.

В этой главе твердое топливо будет рассматриваться в большинстве случаев угля. Сжигание биомассы и аналогичных видов топлива будет описано в следующих главах. Органическое ископаемое ископаемое топливо происходит в основном от доисторических растений, которые после смерти подверглись первым разлагающимся биологическим процессам, а затем химическим изменениям, вызванным в основном температурой и давлением сверхъестественных слоев. Содержание пряжи и луковиц, поступающих из бутылок растения или микроорганизма, незначительно и только около 2% веса присутствует в поле.

Вспомним строение молекулы воды (рис. 16, а). Она состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Если молекулу воды разделить на атомы, то при этом необходимо преодолеть силы притяжения между атомами, т. е. совершить работу, а значит, затратить энергию. И наоборот, если атомы соединяются в молекулу, энергия выделяется.

Использование топлива основано как раз на явлении выделения энергии при соединении атомов. Так, например, атомы углерода, содержащиеся в топливе, при горении соединяются с двумя атомами кислорода (рис. 16, б). При этом образуется молекула оксида углерода - углекислого газа - и выделяется энергия.

Элементарный состав транспортного средства определяется химическим анализом, метод и процедура которого предписывается стандартами. Сера встречается во всех других твердых топливах даже в мазуте. Его содержание во многих случаях решает, возможно ли топливо, поскольку оно оказывает неблагоприятное воздействие на все его качественные показатели, особенно.

Это усугубляет возвышенность. Значительно уменьшает точку росы дымовых газов. Это приводит к снижению характерных температур зольности. Это способствует самоуничтожению угля на цистернах. Ориентировочные значения содержания закаленной серы регистрируются в табл.

Рис. 16. Строение молекул:
a - воды; б - соединение атома углерода и двух атомов кислорода в молекулу углекислого газа

При расчёте двигателей инженеру необходимо точно знать, какое количество теплоты может выделить сжигаемое топливо. Для этого надо опытным путём определить, какое количество теплоты выделится при полном сгорании одной и той же массы топлива разных видов.

Сера из топлива также может быть частично удалена перед распылением. Есть два способа, физические и химические. Практическое использование различных карательных технологий - это условие, при котором суверен предается в топливе. Гравитационное разделение пирита имеет приемлемую активность, только если пирит в достаточно крупных зернах связан с золой. Кроме того, оказалось, что магнитное или электростатическое разделение, а также комбинированные методы термического и магнитного нагрева топлива оказались менее эффективными.

Возможность химического выщелачивания, например. соли железа или щелочных растворов. Эффективность этого метода составляет около 70%. Используемая технология очень проста. Бактериологические растяжения очень длинные и менее эффективные. Физические и химические свойства.

    Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг, называется удельной теплотой сгорания топлива.

Удельная теплота сгорания обозначается буквой q. Единицей удельной теплоты сгорания является 1 Дж / кг.

Удельную теплоту сгорания определяют на опыте с помощью довольно сложных приборов.

В основном речь идет о плотности компактных топливных частиц, а также о зерне. Чтобы определить тепловую способность угля для охлаждения, рекомендуется использовать правила трещотки. Средняя теплоемкость топливного пара рассчитывается по формуле. И мощность калориметрической золы.

Информативные значения средней тепловой мощности бурого угля показаны на рис. Рис. 1 Низкокалорийная мощность бурого угля. Экспериментальные значения показывают, что теплопроводность угля связана как с плотностью, так и с геологическим старением. Туман выдоха, как и газообразное топливо, является верхним и нижним пределом вымирания.

Результаты опытных данных приведены в таблице 2.

Таблица 2


Из этой таблицы видно, что удельная теплота сгорания, например, бензина 4,6 10 7 Дж / кг.

Это значит, что при полном сгорании бензина массой 1 кг выделяется 4,6 10 7 Дж энергии.

Общее количество теплоты Q, выделяемое при сгорании m кг топлива, вычисляется по формуле

Состав золы обычно характеризуется его химическим составом. Привлекательная доля отдельных компонентов варьируется в относительно широких пределах не только в топливах разных типов, но и в угле из той же шахты. Поэтому мы должны рассматривать значения непосредственно для данного типа угля.

Физические и химические свойства золы. Обработка пепла при высоких температурах в огне, когда некоторые компоненты рушится и в конечном итоге попадет в жидкую фазу, с большинством видов топлива является одним из наиболее важных факторов, как с точки зрения конструктора, так и оператора.

Вопросы

  1. Что такое удельная теплота сгорания топлива?
  2. В каких единицах измеряют удельную теплоту сгорания топлива?
  3. Что означает выражение «удельная теплота сгорания топлива равна 1,4 10 7 Дж / кг? Как вычисляют количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива?

Упражнение 9

  1. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании древесного угля массой 15 кг; спирта массой 200 г?
  2. Сколько теплоты выделится при полном сгорании нефти, масса которой 2,5 т; керосина, объём которого равен 2 л, а плотность 800 кг / м 3 ?
  3. При полном сгорании сухих дров выделилось 50 000 кДж энергии. Какая масса дров сгорела?

Задание

Используя таблицу 2, постройте столбчатую диаграмму для удельной теплоты сгорания дров, спирта, нефти, водорода, выбрав масштаб следующим образом: ширина прямоугольника - 1 клетка, высота 2 мм соответствует 10 Дж.

Образец указанных размеров нагревается заданной скоростью, и наблюдаются деформации и изменения формы и регистрируется температура. Рис. 3 Типичные температуры. Механические и химические эффекты. Асбестовые частицы с потоком дымовых газов отвечают за износ металлических материалов, помимо поверхностей повышенной высоты и вентиляторов дымовых газов. Износ - нечетная третья скорость скорости, поэтому важно иметь равномерное распределение скоростей во всех источниках дымовых газов. В зависимости от концентрации абразивов и их абразивности является линейной.

Последние материалы раздела:

Бородинское сражение – кульминация романа «Война и мир Бородинская битва в произведении война и мир
Бородинское сражение – кульминация романа «Война и мир Бородинская битва в произведении война и мир

26 августа 1812 года решалась судьба России и русских людей. Сражение под Бородином у Л. Н. Толстого - это момент наивысшего напряжения, момент...

Плов из говядины пошаговый рецепт
Плов из говядины пошаговый рецепт

Интересует, как правильно приготовить плов из говядины? Сегодня это любимое блюдо в каждой семье. Часто можно встретить рецепты узбекского или...

Гадания думает ли он. Гадания на картах
Гадания думает ли он. Гадания на картах

ПОДЕЛИЛИСЬ Когда мы влюблены, то часто вспоминаем объект своей симпатии и, естественно, нам становится интересно, взаимно ли наше чувство и что...