V tabuľkách je uvedené hmotnostné špecifické spalné teplo paliva (kvapalného, tuhého a plynného) a niektorých ďalších horľavých materiálov. Zvážili sa tieto palivá: uhlie, palivové drevo, koks, rašelina, petrolej, ropa, lieh, benzín, zemný plyn atď.
Zoznam tabuliek:
Pri exotermickej reakcii oxidácie paliva sa jeho chemická energia mení na tepelnú energiu s uvoľnením určitého množstva tepla. Výsledná tepelná energia sa zvyčajne nazýva spaľovacie teplo paliva. Závisí od jeho chemického zloženia, vlhkosti a je hlavným. Spalné teplo paliva na 1 kg hmoty alebo 1 m 3 objemu tvorí hmotnostné alebo objemové špecifické spalné teplo.
Merné spalné teplo paliva je množstvo tepla uvoľneného pri úplnom spálení jednotkovej hmotnosti alebo objemu tuhého, kvapalného alebo plynného paliva. V medzinárodnom systéme jednotiek sa táto hodnota meria v J/kg alebo J/m3.
Špecifické spalné teplo paliva možno určiť experimentálne alebo vypočítať analyticky. Experimentálne metódy stanovenia výhrevnosti sú založené na praktickom meraní množstva tepla uvoľneného pri horení paliva, napríklad v kalorimetri s termostatom a spaľovacou bombou. Pre palivo so známym chemickým zložením je možné určiť špecifické spalné teplo pomocou periodického vzorca.
Existujú vyššie a nižšie špecifické spalné teplo. Vyššia výhrevnosť sa rovná maximálnemu množstvu tepla uvoľneného pri úplnom spaľovaní paliva, berúc do úvahy teplo vynaložené na odparovanie vlhkosti obsiahnutej v palive. Najnižšie spaľovacie teplo je menšie ako najvyššia hodnota o množstvo kondenzačného tepla, ktoré vzniká z vlhkosti paliva a vodíka organickej hmoty, ktorá sa pri spaľovaní mení na vodu.
Na určenie ukazovateľov kvality paliva, ako aj v tepelných výpočtoch zvyčajne využívajú nižšie špecifické spalné teplo, čo je najdôležitejšia tepelná a prevádzková charakteristika paliva a je uvedená v tabuľkách nižšie.
Merné spalné teplo tuhých palív (uhlie, palivové drevo, rašelina, koks)
V tabuľke sú uvedené hodnoty merného spalného tepla suchého tuhého paliva v rozmere MJ/kg. Palivo v tabuľke je zoradené podľa názvu v abecednom poradí.
Z uvažovaných tuhých palív má najvyššiu výhrevnosť koksovateľné uhlie - jeho špecifické spalné teplo je 36,3 MJ/kg (alebo v jednotkách SI 36,3·10 6 J/kg). Okrem toho je pre čierne uhlie, antracit, drevené uhlie a hnedé uhlie charakteristická vysoká výhrevnosť.
Medzi palivá s nízkou energetickou účinnosťou patrí drevo, palivové drevo, pušný prach, mlynská rašelina a ropná bridlica. Napríklad špecifické teplo spaľovania palivového dreva je 8,4...12,5 a strelného prachu len 3,8 MJ/kg.
| Palivo | |
|---|---|
| Antracit | 26,8…34,8 |
| Drevené pelety (pelety) | 18,5 |
| Suché palivové drevo | 8,4…11 |
| Suché brezové palivové drevo | 12,5 |
| Plynový koks | 26,9 |
| Výbuch koksu | 30,4 |
| Polokoks | 27,3 |
| Prášok | 3,8 |
| Bridlica | 4,6…9 |
| Roponosná bridlica | 5,9…15 |
| Tuhé raketové palivo | 4,2…10,5 |
| Rašelina | 16,3 |
| Vláknitá rašelina | 21,8 |
| Mletá rašelina | 8,1…10,5 |
| Rašelinová drť | 10,8 |
| Hnedé uhlie | 13…25 |
| Hnedé uhlie (brikety) | 20,2 |
| Hnedé uhlie (prach) | 25 |
| Donecké uhlie | 19,7…24 |
| Drevené uhlie | 31,5…34,4 |
| Uhlie | 27 |
| Koksovateľné uhlie | 36,3 |
| Kuzneck uhlie | 22,8…25,1 |
| Čeľabinské uhlie | 12,8 |
| Ekibastuzské uhlie | 16,7 |
| Freztorf | 8,1 |
| Troska | 27,5 |
Špecifické spalné teplo kvapalných palív (alkohol, benzín, petrolej, olej)
Je uvedená tabuľka špecifického spaľovacieho tepla kvapalného paliva a niektorých ďalších organických kvapalín. Treba poznamenať, že palivá, ako je benzín, motorová nafta a olej, majú počas spaľovania vysoké uvoľňovanie tepla.
Špecifické spalné teplo alkoholu a acetónu je výrazne nižšie ako u tradičných motorových palív. Kvapalné raketové palivo má navyše relatívne nízku výhrevnosť a pri úplnom spálení 1 kg týchto uhľovodíkov sa uvoľní množstvo tepla 9,2 a 13,3 MJ.
| Palivo | Špecifické spalné teplo, MJ/kg |
|---|---|
| Acetón | 31,4 |
| Benzín A-72 (GOST 2084-67) | 44,2 |
| Letecký benzín B-70 (GOST 1012-72) | 44,1 |
| Benzín AI-93 (GOST 2084-67) | 43,6 |
| benzén | 40,6 |
| Zimná nafta (GOST 305-73) | 43,6 |
| Letná motorová nafta (GOST 305-73) | 43,4 |
| Kvapalné raketové palivo (kerozín + tekutý kyslík) | 9,2 |
| Letecký petrolej | 42,9 |
| Petrolej na osvetlenie (GOST 4753-68) | 43,7 |
| xylén | 43,2 |
| Vykurovací olej s vysokým obsahom síry | 39 |
| Vykurovací olej s nízkym obsahom síry | 40,5 |
| Vykurovací olej s nízkym obsahom síry | 41,7 |
| Sírany vykurovací olej | 39,6 |
| Metylalkohol (metanol) | 21,1 |
| n-butylalkohol | 36,8 |
| Olej | 43,5…46 |
| Metánový olej | 21,5 |
| toluén | 40,9 |
| Biely lieh (GOST 313452) | 44 |
| Etylénglykol | 13,3 |
| Etylalkohol (etanol) | 30,6 |
Špecifické spalné teplo plynných palív a horľavých plynov
Uvádza sa tabuľka merného spalného tepla plynného paliva a niektorých iných horľavých plynov v rozmere MJ/kg. Z uvažovaných plynov má najvyššie hmotnostné špecifické spalné teplo. Úplným spálením jedného kilogramu tohto plynu sa uvoľní 119,83 MJ tepla. Taktiež palivo ako zemný plyn má vysokú výhrevnosť - merné spalné teplo zemného plynu je 41...49 MJ/kg (pre čistý plyn je to 50 MJ/kg).
| Palivo | Špecifické spalné teplo, MJ/kg |
|---|---|
| 1-butén | 45,3 |
| Amoniak | 18,6 |
| acetylén | 48,3 |
| Vodík | 119,83 |
| Vodík, zmes s metánom (50 % H2 a 50 % CH4 hmotn.) | 85 |
| Vodík, zmes s metánom a oxidom uhoľnatým (33-33-33% hmotnosti) | 60 |
| Vodík, zmes s oxidom uhoľnatým (50 % H2 50 % CO2 podľa hmotnosti) | 65 |
| Vysokopecný plyn | 3 |
| Koksárenský plyn | 38,5 |
| Skvapalnený uhľovodíkový plyn LPG (propán-bután) | 43,8 |
| izobután | 45,6 |
| metán | 50 |
| n-bután | 45,7 |
| n-hexán | 45,1 |
| n-pentán | 45,4 |
| Pridružený plyn | 40,6…43 |
| Zemný plyn | 41…49 |
| propadién | 46,3 |
| Propán | 46,3 |
| propylén | 45,8 |
| Propylén, zmes s vodíkom a oxidom uhoľnatým (90%-9%-1% hmotnosti) | 52 |
| Etan | 47,5 |
| Etylén | 47,2 |
Špecifické spalné teplo niektorých horľavých materiálov
Uvádza sa tabuľka merného spalného tepla niektorých horľavých materiálov (drevo, papier, plast, slama, guma atď.). Treba poznamenať materiály s vysokým uvoľňovaním tepla počas spaľovania. Medzi takéto materiály patria: guma rôznych typov, expandovaný polystyrén (pena), polypropylén a polyetylén.
| Palivo | Špecifické spalné teplo, MJ/kg |
|---|---|
| Papier | 17,6 |
| Koženka | 21,5 |
| Drevo (tyče s obsahom vlhkosti 14%) | 13,8 |
| Drevo v hromadách | 16,6 |
| dubové drevo | 19,9 |
| Smrekové drevo | 20,3 |
| Drevo zelené | 6,3 |
| Borovicové drevo | 20,9 |
| Capron | 31,1 |
| Karbolitové produkty | 26,9 |
| Kartón | 16,5 |
| Styrén butadiénová guma SKS-30AR | 43,9 |
| Prírodná guma | 44,8 |
| Syntetická guma | 40,2 |
| Guma SKS | 43,9 |
| Chloroprénový kaučuk | 28 |
| Polyvinylchloridové linoleum | 14,3 |
| Dvojvrstvové polyvinylchloridové linoleum | 17,9 |
| Polyvinylchloridové linoleum na báze plsti | 16,6 |
| Polyvinylchloridové linoleum na teplej báze | 17,6 |
| Polyvinylchloridové linoleum na báze tkaniny | 20,3 |
| Gumové linoleum (Relin) | 27,2 |
| Parafínový parafín | 11,2 |
| PVC-1 pena | 19,5 |
| Penový plast FS-7 | 24,4 |
| Penový plast FF | 31,4 |
| Expandovaný polystyrén PSB-S | 41,6 |
| Polyuretánová pena | 24,3 |
| Drevovláknitá doska | 20,9 |
| Polyvinylchlorid (PVC) | 20,7 |
| Polykarbonát | 31 |
| Polypropylén | 45,7 |
| Polystyrén | 39 |
| Vysokotlakový polyetylén | 47 |
| Nízkotlakový polyetylén | 46,7 |
| Guma | 33,5 |
| Ruberoid | 29,5 |
| Kanálové sadze | 28,3 |
| seno | 16,7 |
| Slamka | 17 |
| Organické sklo (plexisklo) | 27,7 |
| Textolit | 20,9 |
| Tol | 16 |
| TNT | 15 |
| Bavlna | 17,5 |
| Celulóza | 16,4 |
| Vlna a vlnené vlákna | 23,1 |
Zdroje:
- GOST 147-2013 Tuhé minerálne palivo. Stanovenie vyššej výhrevnosti a výpočet nižšej výhrevnosti.
- GOST 21261-91 Ropné produkty. Metóda stanovenia vyššej výhrevnosti a výpočtu nižšej výhrevnosti.
- GOST 22667-82 Prírodné horľavé plyny. Metóda výpočtu na určenie výhrevnosti, relatívnej hustoty a Wobbeho čísla.
- GOST 31369-2008 Zemný plyn. Výpočet výhrevnosti, hustoty, relatívnej hustoty a Wobbeho čísla na základe zloženia komponentov.
- Zemsky G. T. Horľavé vlastnosti anorganických a organických materiálov: referenčná kniha M.: VNIIPO, 2016 - 970 s.
V tejto lekcii sa naučíme, ako vypočítať množstvo tepla, ktoré palivo uvoľňuje počas spaľovania. Okrem toho zvážime charakteristiku paliva - špecifické spalné teplo.
Keďže celý náš život je založený na pohybe a pohyb je väčšinou založený na spaľovaní paliva, štúdium tejto témy je veľmi dôležité pre pochopenie témy „Tepelné javy“.
Po preštudovaní problematiky týkajúcej sa množstva tepla a mernej tepelnej kapacity prejdime k úvahám množstvo tepla uvoľneného pri spaľovaní paliva.
Definícia
Palivo- látka, ktorá pri niektorých procesoch (spaľovanie, jadrové reakcie) vytvára teplo. Je zdrojom energie.
Palivo sa deje pevné, kvapalné a plynné(obr. 1).
Ryža. 1. Druhy paliva
- Tuhé palivá zahŕňajú uhlia a rašeliny.
- Kvapalné palivá zahŕňajú ropa, benzín a iné ropné produkty.
- Plynné palivá zahŕňajú zemný plyn.
- Samostatne môžeme zdôrazniť nedávno veľmi bežné jadrové palivo.
Spaľovanie paliva je chemický proces, ktorý je oxidačný. Počas spaľovania sa atómy uhlíka spájajú s atómami kyslíka a vytvárajú molekuly. V dôsledku toho sa uvoľňuje energia, ktorú človek využíva na svoje účely (obr. 2).
Ryža. 2. Tvorba oxidu uhličitého
Na charakterizáciu paliva sa používa nasledujúca charakteristika: kalorická hodnota. Výhrevnosť ukazuje, koľko tepla sa uvoľní pri spaľovaní paliva (obr. 3). Vo fyzike výhrevnosť zodpovedá pojmu špecifické spalné teplo látky.
Ryža. 3. Špecifické spalné teplo
Definícia
Špecifické spalné teplo- fyzikálna veličina charakterizujúca palivo sa číselne rovná množstvu tepla, ktoré sa uvoľní pri úplnom spaľovaní paliva.
Merné spalné teplo sa zvyčajne označuje písmenom . Jednotky:
Neexistuje žiadna meracia jednotka, pretože spaľovanie paliva prebieha pri takmer konštantnej teplote.
Špecifické spalné teplo sa určuje experimentálne pomocou sofistikovaných prístrojov. Na riešenie problémov však existujú špeciálne tabuľky. Nižšie uvádzame hodnoty špecifického spaľovacieho tepla pre niektoré druhy paliva.
|
Látka |
|
Tabuľka 4. Merné spalné teplo niektorých látok
Z uvedených hodnôt je zrejmé, že pri spaľovaní sa uvoľňuje obrovské množstvo tepla, preto sa používajú jednotky merania (megajouly) a (gigajouly).
Na výpočet množstva tepla uvoľneného počas spaľovania paliva sa používa nasledujúci vzorec:
Tu: - hmotnosť paliva (kg), - špecifické spalné teplo paliva ().
Na záver poznamenávame, že väčšina paliva, ktoré ľudstvo používa, sa skladuje pomocou slnečnej energie. Uhlie, ropa, plyn – to všetko vzniklo na Zemi vplyvom Slnka (obr. 4).
Ryža. 4. Tvorba paliva
V ďalšej lekcii si povieme o zákone zachovania a premeny energie v mechanických a tepelných procesoch.
Zoznamliteratúre
- Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlová V.A., Roizena I.I. Fyzika 8. - M.: Mnemosyne.
- Peryshkin A.V. Fyzika 8. - M.: Drop, 2010.
- Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fyzika 8. - M.: Osveta.
- Internetový portál „festival.1september.ru“ ()
- Internetový portál „school.xvatit.com“ ()
- Internetový portál “stringer46.narod.ru” ()
Domáca úloha
Rôzne druhy paliva majú rôzne vlastnosti. Závisí to od výhrevnosti a množstva tepla uvoľneného pri úplnom vyhorení paliva. Napríklad relatívne teplo spaľovania vodíka ovplyvňuje jeho spotrebu. Výhrevnosť sa určuje pomocou tabuliek. Poskytujú porovnávacie analýzy spotreby rôznych energetických zdrojov.
Je tam obrovské množstvo horľavín. z ktorých každý má svoje klady a zápory
Porovnávacie tabuľky
Pomocou porovnávacích tabuliek je možné vysvetliť, prečo majú rôzne energetické zdroje rôznu výhrevnosť. Napríklad ako:
- elektrina;
- metán;
- bután;
- propán-bután;
- motorová nafta;
- palivové drevo;
- rašelina;
- uhlie;
- zmesi skvapalnených plynov.
Propán je jedným z populárnych druhov paliva
Tabuľky môžu demonštrovať nielen napríklad špecifické spalné teplo motorovej nafty. V správach o porovnávacej analýze sú zahrnuté aj ďalšie ukazovatele: výhrevnosť, objemové hustoty látok, cena za jednu časť podmieneného napájania, účinnosť vykurovacích systémov, náklady na jeden kilowatt za hodinu.
V tomto videu sa dozviete, ako funguje palivo:
Ceny pohonných hmôt
Vďaka správam o porovnávacej analýze sa zisťujú vyhliadky na použitie metánu alebo motorovej nafty. Cena plynu v centralizovanom plynovode má tendenciu zvyšovať. Môže byť dokonca vyššia ako nafta. Preto sa náklady na skvapalnený ropný plyn takmer nezmenia a jeho použitie zostane jediným riešením pri inštalácii nezávislého splyňovacieho systému.
Pre palivá a mazivá (palivá a mazivá) existuje niekoľko druhov názvov: tuhé, kvapalné, plynné a niektoré ďalšie horľavé materiály, v ktorých sa pri reakcii vytvárania tepla oxidácie palív a mazív ich chemická tepelná energia premieňa na teplotné žiarenie.
Uvoľnená tepelná energia sa nazýva výhrevnosť rôznych druhov paliva pri úplnom spaľovaní akejkoľvek horľavej látky. Jeho závislosť od chemického zloženia a vlhkosti je hlavným ukazovateľom výživy.
Tepelná náchylnosť
Stanovenie OTC paliva sa vykonáva experimentálne alebo pomocou analytických výpočtov. Experimentálne stanovenie tepelnej susceptibility sa vykonáva experimentálne stanovením objemu tepla uvoľneného pri spaľovaní paliva v tepelnom zásobníku s termostatom a spaľovacou bombou.
V prípade potreby určte špecifické spalné teplo paliva z tabuľky Najprv sa vykonajú výpočty podľa Mendelejevových vzorcov. Existujú vyššie a nižšie triedy OTC paliva. Pri najvyššom relatívnom teple sa pri vyhorení akéhokoľvek paliva uvoľňuje veľké množstvo tepla. Toto zohľadňuje teplo vynaložené na odparovanie vody v palive.
Pri najnižšom stupni vyhorenia je TTC menšie ako pri najvyššom stupni, pretože v tomto prípade sa uvoľňuje menej vyparovania. Pri spaľovaní paliva dochádza k odparovaniu z vody a vodíka. Na určenie vlastností paliva inžinierske výpočty zohľadňujú nižšiu relatívnu výhrevnosť, ktorá je dôležitým parametrom paliva.
V tabuľkách merného spalného tepla tuhých palív sú zahrnuté tieto zložky: uhlie, palivové drevo, rašelina, koks. Zahŕňajú hodnoty VOP pevného horľavého materiálu. Názvy palív sa zapisujú do tabuliek podľa abecedy. Zo všetkých pevných foriem palív a mazív má najväčšiu schopnosť prenosu tepla koks, čierne uhlie, hnedé a drevené uhlie, ako aj antracit. Medzi palivá s nízkou produktivitou patria:
- drevo;
- palivové drevo;
- prášok;
- rašelina;
- horľavá bridlica.
Ukazovatele alkoholu, benzínu, petroleja a oleja sú zapísané v zozname kvapalných palív a mazív. Špecifické spalné teplo vodíka, ako aj rôznych foriem paliva, sa uvoľňuje pri bezpodmienečnom spaľovaní jedného kilogramu, jedného kubického metra alebo jedného litra. Najčastejšie sa takéto fyzikálne vlastnosti merajú v jednotkách práce, energie a množstva uvoľneného tepla.
V závislosti od toho, do akej miery je OTC paliva a mazív vysoké, to bude jeho spotreba. Táto kompetencia je najvýznamnejším parametrom paliva a treba to brať do úvahy pri projektovaní kotlov na rôzne druhy paliva. Výhrevnosť závisí od vlhkosti a obsahu popola, ako aj z horľavých zložiek, ako je uhlík, vodík, prchavá horľavá síra.
SG (merné teplo) vyhorenia alkoholu a acetónu je oveľa nižšie ako u klasických motorových palív a mazív a u vykurovacieho oleja je to 31,4 MJ/kg; Ukazovateľ účinnosti spaľovania zemného plynu je 41-49 MJ/kg. Jedna kcal (kilokalória) sa rovná 0,0041868 MJ. Kalorický obsah rôznych druhov paliva sa navzájom líši z hľadiska vyhorenia. Čím viac tepla látka odovzdá, tým väčší je jej prenos tepla. Tento proces sa tiež nazýva prenos tepla. Na prenose tepla sa podieľajú kvapaliny, plyny a tvrdé častice.
Pomerne často sa pri výbere vykurovacích zariadení pre domy a chaty a pri výbere vykurovacích systémov pre byt zohľadňuje výhrevnosť paliva. Tento parameter je dôležitý aj pri výbere palivových systémov pre automobily (pri prechode z kvapalného paliva na plyn alebo elektrinu).
Stojí za zmienku, že v súčasnosti mnohé vedecké organizácie, výskumné ústavy, laboratóriá a dokonca aj špecializované firmy vyvíjajú systémy, ktoré dokážu tento parameter zvýšiť a umožnia optimálnejšie využitie energie uvoľnenej pri spaľovaní. Zvyčajne sa to dosiahne zvýšením účinnosti inštalácie.
Prítomnosť takéhoto parametra je spôsobená skutočnosťou, že rôzne typy emitujú počas spaľovacieho procesu rôzne množstvá tepla (energie), čo je dôležité najmä pre priemyselné zariadenia a kotolne, pretože výber optimálneho typu ušetrí značné množstvo financií. zdrojov na prevádzku priemyselných závodov.
Nižšie uvádzame definíciu výhrevnosti paliva, diskutujeme o tom, aké je špecifické spalné teplo paliva a uvádzame hodnoty niektorých energetických zdrojov (merné spalné teplo palivového dreva, uhlia, ropných produktov).
Výhrevnosťou rôznych druhov energetických zdrojov sa rozumie množstvo tepelnej energie (kilokalórií), ktoré sa vyprodukuje pri spaľovaní jednej jednotky palivového materiálu. Na určenie tohto parametra sa používa špeciálne zariadenie, ktoré sa nazýva kalorimeter. Existuje ďalšie zariadenie - kalorimetrická bomba.
V meracích prístrojoch jedna jednotka palivového materiálu ohrieva vodu, čím vzniká vodná para. Potom para kondenzuje a úplne sa zmení na kvapalný stav, ktorý sa nazýva kondenzácia. V tomto prípade para úplne odovzdá tepelnú energiu meraciemu zariadeniu. Nevýhodou takýchto meracích prístrojov je však to, že nie je meraná všetka tepelná energia, ktorá vzniká pri spaľovaní paliva. Je to spôsobené tým, že pri odparovaní je množstvo tepelnej energie väčšie ako pri kondenzácii. To znemožňuje meranie všetkej uvoľnenej energie. Medzi nevýhody zariadení patrí nie ideálna tepelná vodivosť materiálov, z ktorých sú vyrobené, čo tiež znižuje skutočnú rýchlosť spaľovania. Tieto kritériá sú dosť dôležité pre laboratórny výskum, ale pri meraní na praktické účely sa zanedbávajú. Pri prevádzke priemyselných zariadení sa tieto straty zvyšujú v dôsledku účinnosti (nie 100%).
V tomto prípade sa ukazovatele získané v kalorimetrickej bombe (kde je proces merania presnejší ako v kalorimetri) nazývajú najvyššia výhrevnosť palivového materiálu.
Kalorimetrické ukazovatele predstavujú najnižšiu výhrevnosť paliva, ktorá sa líši od najvyššej hodnoty 600x(9H+W)/100, kde H a W sú množstvo vodíka a vlhkosti obsiahnuté v jednotke konkrétneho palivového materiálu. Malo by sa pamätať na to, že podľa amerických noriem sa na výpočty používa najvyššia hodnota a pre krajiny s metrickým systémom sa používa najnižšia hodnota. V súčasnosti existuje otázka prechodu metrického systému na vyšší ukazovateľ, pretože ho mnohí vedci považujú za optimálnejší.
Hodnoty pre rôzne druhy palivového materiálu
Mnoho ľudí sa často zaujíma o hodnotu špecifického spaľovacieho tepla paliva pre konkrétny typ nosiča energie a pomerne často sa ľudia zaujímajú o výhrevnosť palivového dreva. To sa stalo obzvlášť aktuálne v poslednej dobe, keď začala móda klasických sporákov v domácnostiach. Výhrevnosť palivového dreva je pre rôzne druhy dreva rôzna, často sa uvádza priemerná hodnota. Nižšie sú uvedené hodnoty pre nasledujúce typy palivového materiálu:
- Výhrevnosť palivového dreva (breza, ihličnaté) je v priemere 14,5-15,5 MJ/kg. Hnedé uhlie má rovnakú rýchlosť prenosu tepla.
- Prenos tepla uhlia je 22 MJ/kg.
- Táto hodnota pre rašelinu sa pohybuje od 8-15 MJ/kg.
- Hodnota pre palivové brikety sa pohybuje v rozmedzí 18,5-21 MJ/kg.
- Plyn dodávaný do obytných budov má ukazovateľ 45,5 MJ/kg.
- Pre plyn vo fľašiach (propán-bután) je to 36 MJ/kg.
- Nafta má ukazovateľ 42,8 MJ/kg.
- Pre rôzne značky benzínu sa hodnota pohybuje od 42-45 MJ/kg.
Konkrétne hodnoty
Špecifické hodnoty spaľovania boli vypočítané pre množstvo palivových materiálov. Ide o fyzikálne veličiny, ktoré ukazujú množstvo tepelnej energie vzniknutej v dôsledku spaľovania jednej jednotky. Zvyčajne sa meria v jouloch na kilogram (alebo meter kubický). V USA sa hodnoty udávajú v kalóriách na kilogram. Tieto koeficienty sú prenos tepla. Meria sa v laboratóriu, potom sa údaje zapisujú do špeciálnych tabuliek, ktoré sú verejne dostupné. Čím vyšší je prenos tepla energetického zdroja (teplo vyrobené spaľovaním paliva), tým účinnejšie sa palivo považuje. To znamená, že v rovnakom zariadení s rovnakou účinnosťou bude spotreba paliva, ktoré má vyššiu hodnotu prenosu tepla, nižšia.
Špecifické spalné teplo paliva sa takmer vždy používa pri projektových výpočtoch (pri projektovaní rôznych zariadení), ako aj pri určovaní vykurovacích systémov a zariadení pre dom, byt, chatu atď.
Každý vie, že spotreba paliva zohráva v našom živote obrovskú úlohu. Palivo sa používa takmer v každom odvetví moderného priemyslu. Obzvlášť často sa používa palivo získané z ropy: benzín, petrolej, nafta a iné. Používajú sa aj horľavé plyny (metán a iné).
Odkiaľ pochádza palivová energia?
Je známe, že molekuly sa skladajú z atómov. Aby bolo možné rozdeliť akúkoľvek molekulu (napríklad molekulu vody) na jej základné atómy, je potrebné vynaložiť energiu (prekonať príťažlivé sily atómov). Experimenty ukazujú, že keď sa atómy spoja do molekuly (to sa deje pri spaľovaní paliva), energia sa naopak uvoľňuje.
Ako viete, existuje aj jadrové palivo, ale o tom sa tu nebudeme baviť.
Keď palivo horí, uvoľňuje sa energia. Najčastejšie ide o tepelnú energiu. Experimenty ukazujú, že množstvo uvoľnenej energie je priamo úmerné množstvu spáleného paliva.
Špecifické spalné teplo
Na výpočet tejto energie sa používa fyzikálna veličina nazývaná špecifické spalné teplo paliva. Merné spalné teplo paliva ukazuje, koľko energie sa uvoľní pri spaľovaní jednotkovej hmotnosti paliva.
Označuje sa latinským písmenom q. V sústave SI je jednotkou merania tejto veličiny J/kg. Všimnite si, že každé palivo má svoje špecifické spalné teplo. Táto hodnota bola nameraná pre takmer všetky druhy paliva a je určená z tabuliek pri riešení úloh.
Napríklad špecifické spalné teplo benzínu je 46 000 000 J/kg, petrolej je rovnaký a etylalkohol je 27 000 000 J/kg. Je ľahké pochopiť, že energia uvoľnená pri spaľovaní paliva sa rovná súčinu hmotnosti tohto paliva a špecifického spaľovacieho tepla paliva:
Pozrime sa na príklady
Pozrime sa na príklad. 10 gramov etylalkoholu vyhorelo v alkoholovej lampe za 10 minút. Nájdite silu alkoholovej lampy.
Riešenie. Poďme zistiť množstvo tepla uvoľneného pri spaľovaní alkoholu:
Q = q*m; Q = 27 000 000 J/kg * 10 g = 27 000 000 J/kg * 0,01 kg = 270 000 J.
Poďme zistiť silu alkoholovej lampy:
N = Q/t = 270 000 J/10 min = 270 000 J/600 s = 450 W.
Pozrime sa na zložitejší príklad. Hliníková panvica s hmotnosťou m1 naplnená vodou s hmotnosťou m2 sa zahrievala pomocou petrolejového kachlí z teploty t1 na teplotu t2 (00C< t1 < t2
Riešenie.
Poďme zistiť množstvo tepla prijatého hliníkom:
Q1 = c1 * m1 * (t1 t2);
Poďme zistiť množstvo tepla prijatého vodou:
Q2 = c2 * m2 * (t1 t2);
Poďme zistiť množstvo tepla prijatého panvou s vodou:
Poďme zistiť množstvo tepla, ktoré vydáva spálený benzín:
Q4 = Q3 / k * 100 = (Q1 + Q2) / k * 100 =
(c1 * m1 * (t1 t2) + c2 * m2 * (t1 t2)) / k * 100;
