Удельная теплота сгорания топлива и горючих материалов. Удельная теплота сгорания эфира


Удельная теплота сгорания топлива и горючих материалов

В таблицах представлена массовая удельная теплота сгорания топлива (жидкого, твердого и газообразного) и некоторых других горючих материалов. Рассмотрено такое топливо, как: уголь, дрова, кокс, торф, керосин, нефть, спирт, бензин, природный газ и т. д.

При экзотермической реакции окисления топлива его химическая энергия переходит в тепловую с выделением определенного количества теплоты. Образующуюся тепловую энергию принято называть теплотой сгорания топлива. Она зависит от его химического состава, влажности и является основным показателем топлива. Теплота сгорания топлива, отнесенная на 1 кг массы или 1 м3 объема образует массовую или объемную удельную теплоты сгорания.

Удельной теплотой сгорания топлива называется количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы массы или объема твердого, жидкого или газообразного топлива. В Международной системе единиц эта величина измеряется в Дж/кг или Дж/м3.

Удельную теплоту сгорания топлива можно определить экспериментально или вычислить аналитически. Экспериментальные методы определения теплотворной способности основаны на практическом измерении количества теплоты, выделившейся при горении топлива, например в калориметре с термостатом и бомбой для сжигания. Для топлива с известным химическим составом удельную теплоту сгорания можно определить по формуле Менделеева.

Различают высшую и низшую удельные теплоты сгорания. Высшая теплота сгорания равна максимальному количеству теплоты, выделяемому при полном сгорании топлива, с учетом тепла затраченного на испарение влаги, содержащейся в топливе. Низшая теплота сгорания меньше значения высшей на величину теплоты конденсации водяного пара, который образуется из влаги топлива и водорода органической массы, превращающегося при горении в воду.

Для определения показателей качества топлива, а также в теплотехнических расчетах обычно используют низшую удельную теплоту сгорания, которая является важнейшей тепловой и эксплуатационной характеристикой топлива и приведена в таблицах ниже.

Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса)

В таблице представлены значения удельной теплоты сгорания сухого твердого топлива в размерности МДж/кг. Топливо в таблице расположено по названию в алфавитном порядке.

Наибольшей теплотворной способностью из рассмотренных твердых видов топлива обладает коксующийся уголь — его удельная теплота сгорания равна 36,3 МДж/кг (или в единицах СИ 36,3·106 Дж/кг). Кроме того высокая теплота сгорания свойственна каменному углю, антрациту, древесному углю и углю бурому.

К топливам с низкой энергоэффективностью можно отнести древесину, дрова, порох, фрезторф, горючие сланцы. Например, удельная теплота сгорания дров составляет 8,4…12,5, а пороха — всего 3,8 МДж/кг.

Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса) Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг
Антрацит 26,8…34,8
Древесные гранулы (пиллеты) 18,5
Дрова сухие 8,4…11
Дрова березовые сухие 12,5
Кокс газовый 26,9
Кокс доменный 30,4
Полукокс 27,3
Порох 3,8
Сланец 4,6…9
Сланцы горючие 5,9…15
Твердое ракетное топливо 4,2…10,5
Торф 16,3
Торф волокнистый 21,8
Торф фрезерный 8,1…10,5
Торфяная крошка 10,8
Уголь бурый 13…25
Уголь бурый (брикеты) 20,2
Уголь бурый (пыль) 25
Уголь донецкий 19,7…24
Уголь древесный 31,5…34,4
Уголь каменный 27
Уголь коксующийся 36,3
Уголь кузнецкий 22,8…25,1
Уголь челябинский 12,8
Уголь экибастузский 16,7
Фрезторф 8,1
Шлак 27,5

Удельная теплота сгорания жидкого топлива (спирта, бензина, керосина, нефти)

Приведена таблица удельной теплоты сгорания жидкого топлива и некоторых других органических жидкостей. Следует отметить, что высоким тепловыделением при сгорании отличаются такие топлива, как: бензин, авиационный керосин, дизельное топливо и нефть.

Удельная теплота сгорания спирта и ацетона существенно ниже традиционных моторных топлив. Кроме того, относительно низким значением теплоты сгорания обладает жидкое ракетное топливо и этиленгликоль — при полном сгорании 1 кг этих углеводородов выделится количество теплоты, равное 9,2 и 13,3 МДж, соответственно.

Удельная теплота сгорания жидкого топлива (спирта, бензина, керосина, нефти) Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг
Ацетон 31,4
Бензин А-72 (ГОСТ 2084-67) 44,2
Бензин авиационный Б-70 (ГОСТ 1012-72) 44,1
Бензин АИ-93 (ГОСТ 2084-67) 43,6
Бензол 40,6
Дизельное топливо зимнее (ГОСТ 305-73) 43,6
Дизельное топливо летнее (ГОСТ 305-73) 43,4
Жидкое ракетное топливо (керосин + жидкий кислород) 9,2
Керосин авиационный 42,9
Керосин осветительный (ГОСТ 4753-68) 43,7
Ксилол 43,2
Мазут высокосернистый 39
Мазут малосернистый 40,5
Мазут низкосернистый 41,7
Мазут сернистый 39,6
Метиловый спирт (метанол) 21,1
н-Бутиловый спирт 36,8
Нефть 43,5…46
Нефть метановая 21,5
Толуол 40,9
Уайт-спирит (ГОСТ 313452) 44
Этиленгликоль 13,3
Этиловый спирт (этанол) 30,6

Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов

Представлена таблица удельной теплоты сгорания газообразного топлива и некоторых других горючих газов в размерности МДж/кг. Из рассмотренных газов наибольшей массовой удельной теплотой сгорания отличается водород. При полном сгорании одного килограмма этого газа выделится 119,83 МДж тепла. Также высокой теплотворной способностью обладает такое топливо, как природный газ — удельная теплота сгорания природного газа равна 41…49 МДж/кг (у чистого метана 50 МДж/кг).

Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов (водород, природный газ, метан) Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг
1-Бутен 45,3
Аммиак 18,6
Ацетилен 48,3
Водород 119,83
Водород, смесь с метаном (50% h3 и 50% Ch5 по массе) 85
Водород, смесь с метаном и оксидом углерода (33-33-33% по массе) 60
Водород, смесь с оксидом углерода (50% h3 50% CO2 по массе) 65
Газ доменных печей 3
Газ коксовых печей 38,5
Газ сжиженный углеводородный СУГ (пропан-бутан) 43,8
Изобутан 45,6
Метан 50
н-Бутан 45,7
н-Гексан 45,1
н-Пентан 45,4
Попутный газ 40,6…43
Природный газ 41…49
Пропадиен 46,3
Пропан 46,3
Пропилен 45,8
Пропилен, смесь с водородом и окисью углерода (90%-9%-1% по массе) 52
Этан 47,5
Этилен 47,2

Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов

Приведена таблица удельной теплоты сгорания некоторых горючих материалов (стройматериалы, древесина, бумага, пластик, солома, резина и т. д.). Следует отметить материалы с высоким тепловыделением при сгорании. К таким материалам можно отнести: каучук различных типов, пенополистирол (пенопласт), полипропилен и полиэтилен.

Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг
Бумага 17,6
Дерматин 21,5
Древесина (бруски влажностью 14 %) 13,8
Древесина в штабелях 16,6
Древесина дубовая 19,9
Древесина еловая 20,3
Древесина зеленая 6,3
Древесина сосновая 20,9
Капрон 31,1
Карболитовые изделия 26,9
Картон 16,5
Каучук бутадиенстирольный СКС-30АР 43,9
Каучук натуральный 44,8
Каучук синтетический 40,2
Каучук СКС 43,9
Каучук хлоропреновый 28
Линолеум поливинилхлоридный 14,3
Линолеум поливинилхлоридный двухслойный 17,9
Линолеум поливинилхлоридный на войлочной основе 16,6
Линолеум поливинилхлоридный на теплой основе 17,6
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе 20,3
Линолеум резиновый (релин) 27,2
Парафин твердый 11,2
Пенопласт ПХВ-1 19,5
Пенопласт ФС-7 24,4
Пенопласт ФФ 31,4
Пенополистирол ПСБ-С 41,6
Пенополиуретан 24,3
Плита древесноволокнистая 20,9
Поливинилхлорид (ПВХ) 20,7
Поликарбонат 31
Полипропилен 45,7
Полистирол 39
Полиэтилен высокого давления 47
Полиэтилен низкого давления 46,7
Резина 33,5
Рубероид 29,5
Сажа канальная 28,3
Сено 16,7
Солома 17
Стекло органическое (оргстекло) 27,7
Текстолит 20,9
Толь 16
Тротил 15
Хлопок 17,5
Целлюлоза 16,4
Шерсть и шерстяные волокна 23,1

Источники:

  1. Абрютин А. А. и др. Тепловой расчет котлов. Нормативный метод.
  2. ГОСТ 147-2013 Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и расчет низшей теплоты сгорания.
  3. ГОСТ 21261-91 Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания.
  4. ГОСТ 22667-82 Газы горючие природные. Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе.
  5. ГОСТ 31369-2008 Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава.
  6. Земский Г. Т. Огнеопасные свойства неорганических и органических материалов: справочник М.: ВНИИПО, 2016 — 970 с.

thermalinfo.ru

Таблица Удельная теплота. Удельная теплота плавления.

 ЗАДАЧНИК ОНЛ@ЙН  БИБЛИОТЕКА 1  БИБЛИОТЕКА 2

Удельная теплота плавления. Удельная теплота парообразования (испарения). Критические параметры некоторых веществ. Удельная теплота сгорания.

Удельная теплота плавления металлов

  Металл

Удельная теплота плавления

Металл

Удельная теплота плавления

кДж/кг

кал/г

кДж/кг

кал/г

Алюминий 393 94 Платина
113
27
Вольфрам 184 44 Ртуть 12 2,8
Железо 270 64,5 Свинец 24,3 5,8
Золото 67 16 Серебро 87 21
Магний 370 89 Сталь 84 20
Медь 213 51 Тантал 174 41
Натрий 113 27 Цинк 112,2 26,8
Олово 59 14 Чугун 96-140 23-33

Удельная теплота плавления некоторых веществ (при нормальном атмосферном давлении)

 Вещество

Удельная теплота плавления

Вещество

Удельная теплота плавления

кДж/кг

кал/г

кДж/кг

кал/г

Азот 25,7 6,2 Нафталин
151
36
Водород 59 14 Парафин 150 35
Воск 176 42 Спирт 105 25
Глицерин 199 47,5 Стеарин 201 48
Кислород 13,8 3,3 Хлор 188 45
Лед 330 80 Эфир 113 27

Изменение объемов веществ при их плавлении

В таблице укзан объем жидкости Vж, образующийся при плавлении твердых тел из различных веществ объемом 1000 см3

Вещество

Vж, см3

Вещество

Vж, см3

Алюминий 1066 Ртуть 1036
Висмут 967 Свинец 1036
Золото 1052 Серебро 1050
Кремний 900 Сурьма 991
Лед 917 Цинк 1069
Олово
1026
Чугун серый 988-994

Большинство веществ при переходе из твердого состояния в жидкое увеличивает свой объем. Исключение составляют лед, висмут и некоторые другие вещества.

Удельная теплота испарения (парообразования) воды при различной температуре и нормальном атмосферном давлении

t, oC

Удельная теплота испарения

t, oC

Удельная теплота испарения

кДж/кг

калл/кг

кДж/кг

калл/кг

0 2501 597 80 2308 551
5 2489 594 100 2256 539
10 2477 592 160 2083 497
15 2466 589 200 1941 464
18 2458 587 300 1404 335
20 2453 586 370 438 105
30 2430 580 374 115 27
50 2382 569 374,15* 0 0

* При температуре 374,15 oC и давлении 22,13 Па (225,64 ат) вода находится в критическом состоянии. В этом состоянии жидкость и ее насыщенный пар обладают одиноковыми свойствами - разница между водой и ее насыщенным паром исчезает.

Изменение объемов жидкостей при испарении и газов (паров) при конденсации

Испаряющаяся жидкость

Vг, л

Конденсирующийся газ (пар)

Vж, л

Азот 716 Азот 1,42
Вода (при ) 1780 Водяной пар 0,737
Воздух 749 Воздух 1,38
Гелий 774 Гелий 1,31
Кислород 886 Кислород 1,15
Метан 656 Метан 1,55

В таблице указан объем газа (пара), образующегося при испарении 1л жидкости, взятой при температу  ре 20 oС и нормальном атмосферном давлении, а также объем жидкости образующейся при конденсации 1 м3 газа (пара).

Удельная теплота парообразования жидкостей и расплавленных металлов

(при температуре кипения и нормальном атмосферном давлении)

Жидкость

Удельная теплота испарения

Жидкость

Удельная теплота испарения

кДж/кг

кал/кг

кДж/кг

кал/кг

Азот жидкий 201 48 Водород жидкий 450 108
Алюминий 9200 2200 Воздух 197 47
Бензин 230-310 55-75 Гелий жидкий 23 5,5
Висмут 840 200 Железо 6300 1500
Вода (при t=0 oC) 2500 597 Керосин 209-230 50-55
Вода (при t=20 oC) 2450 586 Кислород жидкий 214 51
Вода (при t=100 oC) 2260 539 Магний 5440 1300
Вода (при t=370 oC) 440 105 Медь 4800 1290
Вода (при t=374,15 oC) 0 0 Олово 3010 720
      Ртуть 293 70
      Свинец 860 210
      Спирт этиловый 906 216
      Эфир этиловый 356 85

Удельная теплота испарения (парообразования) некоторых твердых веществ

Вещество

Удельная теплота испарения

Вещество

Удельная теплота испарения

кДж/кг

калл/кг

кДж/кг

калл/кг

Йод 226 54 Мышяк 427 102
Камфара 387,2 92,5 Сухой лед 586 140
Лед 2834 677      

Примечание. Непосредственный переход вещества из твердого состояния в газообразное, минуя превращение в жидкое состояние, называется сублимацией.

Критические параметры некоторых веществ

Вещество

Критическая температура, oC

Критическая плотность, кг/м3

Критическое давление

МПа

ат

Азот -147.1 311 3.39 34.6
Аммиак 132.4 235 11.5 117
Ацетилен 35.7 231 6.24 63.7
Вода 374.2 307 22.13 225.65
Водород -239.9 31.0 1.30 13.5
Воздух -140.7 350 3.77 38.5
Гелий -267.9 69.3 0.23 2.3
Кислород -118.8 430 5.04 51.4
Нафталин 469 314 3.98 40.6
Оксид углерода (II) -139 301 3.5 36
Оксид углерода (IV) 31.0 460 7.35 75.0
Спирт 243.5 276 6.38 65.2
Хлор 144.0 573 7.70 78.5
Эфир 193.8 260 3.60 37.0

Удельная теплота сгорания некоторых пищевых продуктов

Продукт

Удельная теплота сгорания

Продукт

Удельная теплота сгорания

кДж/кг

калл/кг

кДж/кг

калл/кг

Батоны простые 10470 2500 Мясо куриное 5380 1280
Виноград 2400 700 Огурцы свежие 570 140
Говядина 7520 1800 Окунь, щука 3520 840
Земляника садовая 1730 443 Сахар 17150 4100
Картофель 3770 900 Сметана 14800 3530
Кефир 2700 640 Смородина черная 2470 590
Малина 1920 460 Хлеб пшеничный 8930 2130
Масло сливочное 32700 7800 Хлеб ржаной 8620 2060
Молоко 2800 670 Яблоки 2010 480
Морковь 1720 400 Яйца 6900 1650
Мороженое сливочное 7500 1790      

Удельная теплота сгорания различных видов топлива и некоторых веществ

Топливо, вещество

Удельная теплота сгорания

МДж/кг

калл/кг

Условное топливо 29,3 7000

Твердое

Антрацит 26,8-31,4 6400-7500
Древесный уголь 31,5-34,4 7500-8200
Дрова (воздушно-сухие) 8,4-11 2000-2500
Каменный уголь ≈ 27 ≈ 6500
Порох 3,8 900
Сланцы горючие 7,5-15,0 1800-3600
Твердые ракетные топлива 4,2-10,5 100-2500
Торф 10,5-14,5 2500-3500
Тротил (взрывчатое вещество) 15 3600
Уголь:    
           канско-акчинский 15,5 3700
           подмосковный 10,5 2500
           челябинский 14,6 3500
           экибастузский 16,1 3840

Жидкое

Бензин 44-47 10500-11200
Дизельное автотракторное 42,7 10200
Керосин 44-46 10500-11000
Нефть 43,5-46 10400-11000
Спирт 27,0 6450
Топливо для ЖРД (керосин + жидкий кислород) 9,2 2200
Топливо для реактивных двигателей самолетов (ТС-1) 42,9 10250

Газообразное

Ацетилен 48,1 11500
Водород 120 28600
Газ природный 41-49 9800-11700
Метан 50,0 11950
Оксид углерода (II) 10,1 2420
...

www.kilomol.ru

Низшие теплоты сгорания для многих твердых веществ, жидкостей (в т.ч. топлив) и газов (в т.ч. горючих) МДж/кг

ТВЁРДЫЕ ВЕЩЕСТВА

Вещество

Низшая теплота сгорания, МДж/кг

Алюминиевый порошок

31.10

Антрацит

34.80

Белок растительный

23.45

Брикеты бурого угля

20.20

Брикеты яичного порошка

18.80

Бумага

17.60

Бумага разрыхленная

13.40

Бумага фотографическая

13.27

Буроугольная пыль

25.00

Бурый уголь молодой

8.4

Бурый уголь старый

18.60

Войлок строительный

18.88

Волокно ацетатное

18.77

То же, вискозное

15.60

То же, капрон

30.72

То же, лавсан

22.58

То же, нитрон

30.75

Волокно энант

32.10

Дерматин

21.54

Древесина в изделиях

13.80

Древесина в штабелях

16.60

Древесина дубовая

19.90

Древесина еловая

20.32

Древесина зеленая

6.3

Древесина сосновая

15.32-20.85

Древесина как условное топливо

16.45

Жиры животные

40.00

Зерно

16.80

Кальций

15.50

Каменный уголь

31.25

Картон

16.50

Каучук синтетический

40.20

Каучук натуральный

44.80

Книги на стеллажах

13.40

Клепка буковая для паркета

17.40

Кожаные обрезки

19.90

Кокс газовый

26.90

Кокс доменный

30.35

Крахмал

16.80

Линкруст хлорвиниловый

17.10

Линолеум

21.00

Линолуем резиновый (релин)

27.21

Магний

25.20

Материал (текстиль)

18.84

Мука

16.80

Натрий

10.88

Оргстекло

25.10

Парафин твердый

11.20

Пенополистирол ПСБ-С

41.63

Пенополиуретан

24.30

Пенопласт ПХВ-1

19.51

Пенопласт ФС-7

24.43

Пенопласт ФФ

31.40

Плита древесноволокнистая

20.90

Плитка полистирольная

41.87

Полиэтилен

46.62

Резина

14.10

Резинотехнические изделия

33.50

Рубероид

29.50

Сахар

16.80

Сено

14.70-16.70

Сера

9.21

Смола искусственная

16.80

Солома

14.70-17.00

Стекло органическое

27.72

Твердое животное масло

38.20

Толь

15.95

Торф воздушно-сухой

16.33

Торф волокнистый сухой

21.80

Торф фрезерный

10.45

Торф-кокс

29.40

Триацетат

19.10

Углерод

33.30

Уголь бурый

12.50-25.00

Уголь древесный

30.2-33.90

Уголь коксующийся

36.30

Фосфор

25.20

Хлопок

17.50

Хлопок разрыхленный

15.70

Целлофан

17.37

Целлюлоза

16.40

Целлулоид

16.30-20.50

Шевелин

17.61

Шерсть

20.50-23.10

Шерстяные волокна

23.14

Шелк

21.00

Ячмень

17.37

ЖИДКИЕ ВЕЩЕСТВА

Вещество

Низшая теплота сгорания, МДж/кг

Асфальт

39.90

Бензин

43.70

Бензин легкий

44.50

Бензин средний

43.10

Бензол

40.30

Бензол моторный из дегтя каменноугольного

40.45

Деготь

38.00

Деготь каменноугольный

39.70

Керосин

43.10

Ксилол

41.12

Мазут

42.84

Масло газовое

42.90

Масло льняное

39.52

Масло из дегтя

40.74

Масло креозоловое

37.80

Масло рапсовое

39.90

Масло солярное

42.00

Нафталин

38.90

Нефть

43.05

Нефть метановая

21.48

Сероуглерод

13.80

Смола буроугольная

38.94

Спирт

24.74

Спирт 90%-й

22.70

Спирт амиловый

34.82

Спирт метиловый

19.95

Спирт пропиловый

30.65

Спирт этиловый

26.80

Толуол

40.66

Топливо дизельное жидкое

41.90

Топливо жидкое

41.53

Фенол

32.24

ГАЗООБРАЗНЫЕ ВЕЩЕСТВА

Вещество

Низшая теплота сгорания, МДж/м3

Ацетилен

56.19

Ацетон

74.10

Бензол

140.13

Бутан

120.83

Водород

11.14

Газ воздушный

4.77

Газ из сточных вод

20.93

Газ каменноугольный

23.03

Газ коксовый

20.43

Газ природный

36.63

Газ городской светильный

18.84

Гексан

171.00

Гептан

183.00

Диэтиловый эфир

112.00

Изобутан

124.00

Изобутилен

113.50

Коксовый водяной газ

11.30

Крекинг-газ

73.27

Н.пентан

146.33

Н.бутан

118.65

Метан

35.80

Пропан

98.68

Пропилен

86.63

Толуол

166.63

Этан

64.31

Этилен

59.41

tehtab.ru

Удельная теплота сгорания топлива · Физика

 /  24 июня 2006 года  /  Физика  /  habit.ru

В таблице приведена удельная теплота сгорания для бензина, дерева, дизельного топлива, каменного угля, керосина, пороха, спирта, топлива для реактивных самолетов (ТС–1).

4613,431,810,242294639,2413,828 – 4629438,115
Удельная теплота сгорания топлива, МДж/кг
Бензин
Бумага
Бытовой газ
Дерево (берёза, сосна)
Дизельное топливо
Каменный уголь
Керосин
Мазут
Нефть
Порох
Природный газ
Спирт
Топливо для реактивных самолетов (ТС–1)
Торф
Уголь

Есть что сказать?   Выразите своё мнение к статье!

Читайте также:

  • Англо-американская система мерАнгло–американские меры длин, площади и объема: морская, английская, международная, географическая мили, дюйм, фут, ярд, сотка, гектар, акр, гран, карат, тройская унция, фунт, центал, короткая, длинная и регистровая тонны, пинта, кварта, галлон, баррель, бушель.
  • Тепловые свойства веществВ таблице приведены удельная теплоёмкость, температура плавления, удельная теплота плавления для твердых тел, удельная теплоёмкость, температура кипения, удельная теплота парообразования для жидкостей и удельная теплоёмкость, температура конденсации для газов.
  • Плотность газов и паровВ таблице приведены плотности и формулы для основных газов и паров.
  • Плотность твердых веществ и жидкостейВ таблице приведены плотности для некоторых твердых веществ и жидкостей.
  • Коэффициенты перевода из метрической в английскую систему мер и весовВ таблице приведены коэффициенты для перевода единиц длин, площади, массы и объема из метрической системы в английскую и обратно.

www.habit.ru

Да зачем она нужна, эта удельная теплота сгорания

После приспособления в древности огня для своих нужд человек постоянно занимался поиском каких-то новых вариантов применения огня и новых видов топлива. В качестве топлива использовались разные типы горючих веществ: твёрдые, жидкие, газообразные. И причем во всем этом удельная теплота сгорания?

По определению количество тепла, полученное при сгорании 1 кг твердого вещества или 1 куб. метра газообразного вещества, - это и есть удельная теплота сгорания. Для ее измерения используется Джоуль на килограмм (или на кубический метр) или калория на килограмм.

Уже из самого определения становится ясно, что такое понятие как удельная теплота сгорания позволяет сравнивать разные виды топлива между собой. По сути, это означает, сколько энергии в виде тепла можно получить от единицы топлива. У каждого вещества эта величина будет разной. Для более ясного понимания обратимся к справочникам.

Получается, что у дров удельная теплота сгорания составляет 8,4-11 МДж/кг, а вот для угля это будет 15-16 МДж/кг. Что это означает?

А здесь все очень просто. Один килограмма угля при сгорании дает тепла больше почти в два раза, чем получается при сгорании килограмма дров, причем здесь речь идет о дровах с определённой влажностью. Потому что если влажность дров будет высокая, то часть тепловой энергии уйдет на испарение и парообразование воды, содержащейся в дровах, и итоговый результат будет еще хуже.

Еще можно рассмотреть практическое применение этого понятия к технике. Вернемся немного назад, в эпоху паровозов и пароходов. Уже из того, что мы видим, удельная теплота сгорания топлива (для угля и дров) разная, из этого становится ясно, что на один и тот же путь паровозу или пароходу потребуется дров больше, чем угля. Конечно, если исходить из того, что энергии они тратят на дорогу одинаково, независимо от вида топлива.

И ещё вывод напрашивается из приведённого примера. Зная удельную теплоту сгорания, можно определить, сколько километров сможет проехать паровоз или проплыть пароход, имея запас топлива углем или дровами. Если с запасом топлива ошибиться, то все движение по маршруту закончится.

Вот уже есть практическое применение на первый взгляд непонятного и ненужного параметра. Можно сравнивать разные вещества и определять возможность их применения в конкретной ситуации в качестве топлива, а также оценивать последствия этого применения.

В последнее время ведется очень много разговоров о переходе на другие источники энергии вместо бензина. Если присмотреться к этой проблеме с точки зрения энергетической возможности топлива, то, не касаясь никаких других сторон этого вопроса, ситуация становится ясной и прозрачной. Так, для примера и дальнейших рассуждений, удельная теплота сгорания бензина составляет 44-47 МДж/кг, спирта этилового – 27 МДж/кг. И хотя спирт этиловый подходит для применения в качестве топлива для ДВС, при сравнении приведенных данных получается примерно такая же ситуация, как вышеописанная, с дровами и углем. Спирта этилового надо больше, проедет автомобиль на одной заправке меньше, да и мощность двигателя при использовании спирта упадет.

Правда, относится это к спирту этиловому или метиловому. Если же в качестве топлива использовать спирт бутиловый, у которого удельная теплота сгорания такая же, как у бензина, то практические опыты автопроизводителей подтверждают возможность его применения в качестве моторного топлива вместо бензина, но это уже не касается рассматриваемого вопроса.

Итак, становится ясно, что удельная теплота сгорания является энергетической характеристикой вещества, в частности, топлива. Эта величина позволяет сравнивать возможности разных веществ и материалов, оценивать их преимущества и недостатки.

fb.ru

Удельная теплота сгорания топлива — урок. Физика, 8 класс.

Различные виды топлива (твёрдое, жидкое и газообразное) характеризуются общими и специфическими свойствами. К общим свойствам топлива относятся удельная теплота сгорания и влажность, к специфическим — зольность, сернистость (содержание серы), плотность, вязкость и другие свойства.

Удельная теплота сгорания топлива — это количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании \(1\) кг твёрдого или жидкого топлива или \(1\) м³ газообразного топлива.

Энергетическая ценность топлива в первую очередь определяется его удельной теплотой сгорания.

Удельная теплота сгорания обозначается буквой \(q\). Единицей удельной теплоты сгорания является \(1\) Дж/кг для твёрдого и жидкого топлива и \(1\) Дж/м³ для газообразного топлива.

Удельную теплоту сгорания на опыте определяют довольно сложными методами.

 

Таблица 2. Удельная теплота сгорания некоторых видов топлива.

 

Твёрдое топливо

Вещество

Удельная теплота сгорания,

МДж/кг

Бурый уголь

\(9,3\)

Древесный уголь

\(29,7\)

Дрова сухие

\(8,3\)

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

\(40,0\)

Спирт этиловый

\(27,0\)

 

Газообразное топливо

(при нормальных условиях)

Вещество

Удельная теплота сгорания,

МДж/м³

Водород

\(120\)

Генераторный газ

\(5,5\)

Коксовый газ

\(16,4\)

Природный газ

\(35,5\)

Светильный газ

\(21,0\)

 

Из этой таблицы видно, что наибольшей является удельная теплота сгорания водорода, она равна \(120\) МДж/м³. Это значит, что при полном сгорании водорода объёмом \(1\) м³ выделяется \(120\) МДж \(=\)\(120\)⋅106 Дж энергии.

Водород — один из высокоэнергетических видов топлива. Кроме того, продуктом сгорания водорода является обычная вода, в отличие от других видов топлива, где продуктами сгорания являются углекислый и угарный газы, зола и топочные шлаки. Это делает водород экологически наиболее чистым топливом.

Однако газообразный водород взрывоопасен. К тому же он имеет самую малую плотность в сравнении с другими газами при равной температуре и давлении, что создаёт сложности со сжижением водорода и его транспортировкой.

 

Общее количество теплоты \(Q\), выделяемое при полном сгорании \(m\) кг твёрдого или жидкого топлива, вычисляется по формуле:

 

Q=qm.

 

Общее количество теплоты \(Q\), выделяемое при полном сгорании \(V\) м³ газообразного топлива, вычисляется по формуле:

 

Q=qV.

Влажность (содержание влаги) топлива снижает его теплоту сгорания, так как увеличивается расход теплоты на испарение влаги и увеличивается объём продуктов сгорания (из-за наличия водяного пара).Зольность — это количество золы, образующейся при сгорании минеральных веществ, содержащихся в топливе. Минеральные вещества, содержащиеся в топливе, понижают его теплоту сгорания, так как уменьшается содержание горючих компонентов (основная причина) и увеличивается расход тепла на нагрев и плавление минеральной массы.Сернистость (содержание серы) относится к отрицательному фактору топлива, так как при его сгорании образуются сернистые газы, загрязняющие атмосферу и разрушающие металл. Кроме того, сера, содержащаяся в топливе, частично переходит в выплавляемый металл, сваренную стекломассу, снижая их качество. Например, для варки хрустальных, оптических и других стёкол нельзя использовать топливо, содержащее серу, так как сера значительно понижает оптические свойства и колер стекла.

www.yaklass.ru

Удельная теплота сгорания Википедия

Уде́льная теплота́ сгора́ния то́плива — физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг.

Удельная теплота сгорания измеряется в Дж/кг или калория/кг (1 Дж = 0,238846 кал). Для экспериментального измерения этой величины используются методы калориметрии.

Чем больше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше удельный расход топлива при той же величине коэффициента полезного действия (КПД) двигателя.

 Удельная теплота сгорания веществ в воздухе Вещество Теплота сгорания, МДж/кг
Водород 141[1]
Бериллий 66[2]
Бор 58[3]
Ацетилен 50,4[1]
Пиролизный газ 12,0[1]
Метан - лабораторный 50,1[1]
Этилен 48,0[1]
Пропан 47,54[1]
Пропан-бутан (балонный) 44,2[источник не указан 66 дней]
Бытовой газ 46,1[4]
Бензин 44[5], 42 [6]
Литий 43[7]
Дизельное топливо  42,7[6]
Нефть 41[6]
Керосин 40,8[6]
Рапсовое масло 39,6[8]
Подсолнечное масло 39,5[8]
Мазут 39,2[5]
Химически чистый углерод 32,8[9]
Древесный уголь 31[6]
Алюминий 31[10]
Условное топливо 29,308 (7000 ккал)[5]
Этанол 30[11]
Метанол 22,7[6]
Каменный уголь 29,3[6]
Каменный уголь антрацит 31[6]
Магний 24,7[12]
Топливные брикеты 19-20,5
Бурый уголь 15[5], 14,7[6]
Дрова сухие (березовые, сосновые) 15[11]
Торф 8,1[5], 15 [6] [11]
Порох 3.8[13]

См. также

Примечания

wikiredia.ru