Çeşitli yakıt türlerinin kalorifik değeri. Karşılaştırmalı analiz

Bu derste, yanma sırasında yakıtın açığa çıkardığı ısı miktarını nasıl hesaplayacağımızı öğreneceğiz. Ek olarak, yakıtın özelliklerini - yanmanın özgül ısısını - göz önünde bulundurun.

Tüm hayatımız hareket üzerine kurulu olduğundan ve hareket çoğunlukla yakıtın yanmasına dayandığından, bu konunun incelenmesi konuyu anlamak için çok önemlidir " termal olaylar».

Isı miktarı ile ilgili konuları inceledikten sonra ve özısı, Hadi düşünelim yakıtın yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarı.

Tanım

Yakıt- bazı işlemlerde (yanma, nükleer reaksiyonlar) ısı yayan bir madde. Enerji kaynağıdır.

yakıt olur katı, sıvı ve gaz(Şek. 1).

Pirinç. 1. Yakıt türleri

• Katı yakıtlar kömür ve turba.
• Sıvı yakıtlar petrol, benzin ve diğer petrol ürünleri.
• Gaz yakıtlar şunları içerir: doğal gaz.
• Ayrı olarak, son zamanlarda çok yaygın olan bir nükleer yakıt.

Yakıt yanması oksidatif olan kimyasal bir süreçtir. Yanma sırasında karbon atomları oksijen atomlarıyla birleşerek molekülleri oluşturur. Sonuç olarak, bir kişinin kendi amaçları için kullandığı enerji açığa çıkar (Şekil 2).

Pirinç. 2. Karbondioksit oluşumu

Yakıtı karakterize etmek için, böyle bir özellik şu şekilde kullanılır: kalorifik değer. Kalorifik değer, yakıtın yanması sırasında ne kadar ısı açığa çıktığını gösterir (Şekil 3). Kalori fiziğinde, kavram karşılık gelir bir maddenin özgül yanma ısısı.

Pirinç. 3. Özısı yanma

Tanım

Özgül yanma ısısı - fiziksel miktar yakıtı karakterize eden , yakıtın tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarına sayısal olarak eşittir.

Yanmanın özgül ısısı genellikle harfle gösterilir. Birimler:

Yakıtın yanması neredeyse sabit bir sıcaklıkta gerçekleştiği için ölçüm birimlerinde yoktur.

Yanmanın özgül ısısı, sofistike aletler kullanılarak ampirik olarak belirlenir. Ancak, problemleri çözmek için özel tablolar vardır. Aşağıda, bazı yakıt türleri için özgül yanma ısısının değerlerini veriyoruz.

Madde

Tablo 4. Bazı maddelerin özgül yanma ısısı

Verilen değerlerden, yanma sırasında çok miktarda ısı açığa çıktığı görülebilir, bu nedenle ölçüm birimleri (megajoule) ve (gigajoule) kullanılır.

Yakıtın yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarını hesaplamak için aşağıdaki formül kullanılır:

Burada: - yakıt kütlesi (kg), - yakıtın özgül yanma ısısı ().

Sonuç olarak, insanlığın kullandığı yakıtın çoğunun güneş enerjisi yardımıyla depolandığını not ediyoruz. Kömür, petrol, gaz - bunların hepsi Güneş'in etkisiyle Dünya'da oluştu (Şekil 4).

Pirinç. 4. Yakıt oluşumu

Bir sonraki derste, mekanik ve termal süreçlerde enerjinin korunumu ve dönüşümü yasasından bahsedeceğiz.

ListeEdebiyat

1. Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizik 8. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizik 8. - M.: Bustard, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizik 8. - M.: Aydınlanma.

1. İnternet portalı "festival.1september.ru" ()
2. İnternet portalı "school.xvatit.com" ()
3. İnternet portalı "stringer46.narod.ru" ()

Ev ödevi

Ders geliştirme (ders notları)

UMK A.V. Peryshkin hattı. Fizik (7-9)

Dikkat! Site yönetim sitesi içerikten sorumlu değildir. metodolojik gelişmeler, ayrıca Federal Devlet Eğitim Standardının geliştirilmesine uyum için.

"Başkalarını ısıtmak için mumun yanması gerekir"

M. Faraday.

Hedef: Yakıtın iç enerjisinin kullanılması, yakıtın yanması sırasında ısının salınması konularını incelemek.

Dersin Hedefleri:

eğitici:

• kapsanan materyal hakkındaki bilgileri tekrar edin ve pekiştirin;
• yakıt enerjisi, yakıtın özgül yanma ısısı kavramını tanıtmak;
• hesaplama problemlerini çözme becerilerini geliştirmeye devam edin.

gelişmekte:

• analitik düşünme geliştirmek;
• tablolarla çalışma ve sonuç çıkarma becerisini geliştirmek;
• öğrencilerin hipotezler ortaya koyma, onları tartışma, düşüncelerini yüksek sesle yetkin bir şekilde ifade etme yeteneklerini geliştirmek;
• gözlem ve dikkat geliştirin.

eğitici:

• konuyu açmak dikkatli tutum yakıt kaynaklarının kullanımına;
• çalışılan materyalin gerçek hayatla bağlantısını göstererek konuya ilgi geliştirmek;
• iletişim becerilerini geliştirmek.

Konu Sonuçları:

Öğrenciler şunları bilmelidir:

• yakıtın özgül yanma ısısı, 1 kg ağırlığındaki yakıtın tamamen yanması sırasında ne kadar ısı açığa çıktığını gösteren fiziksel bir miktardır;
• yakıt yakıldığında, günlük yaşamda, sanayide, tarımda, enerji santrallerinde ve karayolu taşımacılığında kullanılan önemli miktarda enerji açığa çıkar;
• yakıtın özgül yanma ısısı için bir ölçü birimi.

Öğrenciler şunları yapabilmelidir:

• yakıtın yanması sırasında enerji salınımı sürecini açıklar;
• yakıtın özgül yanma ısısı tablosunu kullanın;
• yakıtın özgül yanma ısısını karşılaştırın çeşitli maddeler ve yanma sırasında açığa çıkan enerji Çeşitli türler yakıt.

Öğrencilerin başvurması gerekir:

• yakıtın yanması sırasında açığa çıkan enerjiyi hesaplama formülü.

Ders türü: ders yeni malzeme öğrenme.

Teçhizat: mum, tabak, bardak, bitki yaprağı, kuru yakıt, 2 adet ispirto lambası, benzin, alkol, 2 adet su ile test tüpü.

Dersler sırasında

1. Düzenleme anı.

Öğrencileri selamlamak, derse hazır olup olmadığını kontrol etmek.

Büyük bilim adamı M. V. Lomonosov'un 1744'te “Isı ve Soğuğun Nedeni Üzerine Düşünceler” adlı tezi üzerinde çalıştığı bilinmektedir. Termal olaylar, çevremizdeki dünyada, insanın, bitkilerin, hayvanların ve teknolojinin yanı sıra yaşamında büyük bir rol oynamaktadır.

Bu bilgide ne kadar ustalaştığınızı kontrol edelim.

2. Öğrenme etkinlikleri için motivasyon.

hakkında herhangi bir sorunuz var mı ev ödevi? Nasıl hallettiğinizi kontrol edelim:

• iki öğrenci ev problemlerinin çözümünü tahtada sunar.

1) 0,12 kg ağırlığında su buharı içeriyorsa, hacmi 10 m3 olan bir kilerdeki havanın mutlak nemini belirleyin.

2) Havadaki su buharının basıncı 0.96 kPa, havanın bağıl nemi %60'tır. Aynı sıcaklıkta doymuş su buharının basıncı nedir?

• 1 öğrenci (Dima) tahtadaki diyagramı doldurur;

görev: her bir okun yanında işlemlerin adını ve her birindeki ısı miktarını hesaplama formülünü işaretleyin

• Bu arada arkadaşlar tahtada çalışıyor, biz bir görevi daha tamamlayacağız.

Slaytta gösterilen metne bakın ve yazarın yaptığı fiziksel hataları bulun (doğru cevabı önerin):

1) Parlak güneşli bir günde çocuklar kampa gittiler. O kadar sıcak olmaması için, giyinmiş adamlar koyu takım elbise. Akşam taze oldu, ama yüzdükten sonra daha sıcak oldu.Çocuklar demir kupalara sıcak çay doldurup keyifle içtiler. yanmadan. Çok havalıydı!!!

Cevap: karanlık ısıyı daha fazla emer; buharlaşma sırasında vücut ısısı düşer; Metallerin ısıl iletkenliği daha fazladır, bu nedenle daha fazla ısınır.

2) Her zamankinden daha erken uyanan Vasya, sabah sekizde Tolya ile buzun kaymasını izlemek için nehre gitmeyi kabul ettiğini hemen hatırladı. Vasya sokağa fırladı, Tolya zaten oradaydı. "Bugün hava böyle! - selam yerine, dedi hayranlıkla. "Ne güneş ve sabah sıcaklık -2 santigrat derece." "Hayır, -4," diye itiraz etti Vasya. Çocuklar tartıştı, sonra sorunun ne olduğunu anladı. "Rüzgarda bir termometrem var ve sende onu tenha bir yerde tutuyorsun. seninki ve daha fazlasını gösterir”, diye tahmin etti Tolya. Ve çocuklar koştu su birikintilerinden sıçrayan.

Cevap: Rüzgar varlığında buharlaşma daha yoğun olur, bu nedenle ilk termometre daha düşük bir sıcaklık göstermelidir; 0C'nin altındaki sıcaklıklarda su donar.

Aferin, tüm hatalar doğru bulundu.

Problemlerin çözümünün doğruluğunu kontrol edelim (problemi çözen öğrenciler çözümlerini yorumlarlar).

Ve şimdi Dima'nın göreviyle nasıl başa çıktığını kontrol edelim.

Dima tüm faz geçişlerini doğru adlandırdı mı? Ateşe tahta bir çubuk konursa ne olur? (O yanacak)

Yanma işleminin gerçekleştiğini doğru bir şekilde fark ettiniz.

Muhtemelen, bugün ne hakkında konuşacağımızı zaten tahmin ettiniz (hipotezler ortaya koydu).

Sizce dersin sonunda hangi soruları cevaplayabileceğiz?

• yanma sürecinin fiziksel anlamını anlamak;
• yanma sırasında açığa çıkan ısı miktarını neyin belirlediğini öğrenin;
• bu sürecin yaşamda, günlük yaşamda vb. uygulamasını öğrenin.

3. Yeni malzeme.

Her gün bir soba brülöründe doğalgazın nasıl yandığını izleyebiliriz. Bu yanma sürecidir.

1 numaralı deneyim. Mum, hamuru ile plakanın altına sabitlenir. Bir mum yak, sonra bir kavanozla kapat. Birkaç dakika sonra mumun alevi sönecektir.

Çözümde öğrencilerin sonuca vardığı sorunlu bir durum yaratılır: mum oksijen varlığında yanar.

Sınıf için sorular:

Yanma sürecine neler dahildir?

Mum neden söner? Yanmanın gerçekleştiği koşullar nelerdir?

Enerji neyden salınır?

Bunu yapmak için maddenin yapısını hatırlayın.

Madde neyden yapılmıştır? (moleküllerden, atomlardan moleküller)

Bir molekül ne tür enerjiye sahiptir? (kinetik ve potansiyel)

Bir molekül atomlara bölünebilir mi? (Evet)

Molekülleri atomlara bölmek için atomların çekim kuvvetlerini yenmek gerekir, bu da iş yapılması, yani enerji harcanması gerektiği anlamına gelir.

Atomlar bir molekül oluşturmak üzere birleştiğinde, tam tersine enerji açığa çıkar. Atomların moleküller halinde böyle bir kombinasyonu, yakıtın yanması sırasında meydana gelir. Geleneksel yakıt karbon içerir. Havaya erişim olmadan yanmanın imkansız olduğunu doğru bir şekilde belirlediniz. Yanma sırasında karbon atomları havadaki oksijen atomlarıyla birleşerek bir karbondioksit molekülü oluşturur ve ısı şeklinde enerji açığa çıkarır.

Şimdi bir deney yapalım ve çeşitli yakıt türlerinin eşzamanlı yanmasını görelim: benzin, kuru yakıt, alkol ve parafin (Deney No. 2).

Yaygın olan nedir ve her bir yakıt türünün yanması nasıl farklıdır?

Evet, herhangi bir madde yandığında başka yanma ürünleri oluşur. Örneğin, odun yandığında kül kalır ve karbondioksit, karbon monoksit ve diğer gazlar açığa çıkar. .

Ancak yakıtın asıl amacı ısı vermektir!

Başka bir deneyime bakalım.

Deneyim #3:(iki özdeş ruh lambasında: biri benzinle, diğeri alkolle doldurulur, aynı miktarda su ısıtılır).

Deneyim soruları:

Suyu ısıtmak için hangi enerji kullanılır?

Ve suyu ısıtmak için harcanan ısı miktarı nasıl belirlenir?

Hangi durumda su daha hızlı kaynar?

Deneyimden nasıl bir sonuç çıkarılabilir?

Hangi yakıt, alkol veya benzin, tam yanma sırasında daha fazla ısı verdi? (benzin, alkolden daha fazla ısıdır).

Öğretmen: 1 kg ağırlığındaki bir yakıtın tam yanması sırasında ne kadar ısı açığa çıktığını gösteren fiziksel niceliğe, q harfi ile gösterilen yakıtın özgül yanma ısısı denir. Ölçü birimi J/kg.

Yanmanın özgül ısısı, oldukça karmaşık aletlerle deneysel olarak belirlenir.

Deneysel verilerin sonuçları ders kitabı tablosunda gösterilmektedir (s. 128).

Bu tablo ile çalışalım.

Tablo soruları:

1. Benzin yanmasının özgül ısısı nedir? (44 MJ/kg)
2. Ne anlama geliyor? (Bu, 1 kg ağırlığındaki benzinin tamamen yanmasının 44 MJ enerji açığa çıkardığı anlamına gelir).
3. Yanma ısısı en düşük olan madde hangisidir? (yakacak odun).
4. Hangi yakıt yakıldığında en çok ısı üretir? (hidrojen, özgül yanma ısısı diğerlerinden daha büyük olduğu için).
5. 2 kg alkolün yanması sırasında ne kadar ısı açığa çıkar? Nasıl tanımladınız?
6. Yanma sırasında açığa çıkan ısı miktarını hesaplamak için bilmeniz gerekenler nelerdir?

Isı miktarını bulmak için yakıtın yalnızca özgül yanma ısısını değil, kütlesini de bilmek gerektiği sonucuna varmışlardır.

Bu, m (kg) yakıtın tam yanması sırasında açığa çıkan toplam ısı miktarının Q (J) aşağıdaki formülle hesaplandığı anlamına gelir: Q = q · m

Bir deftere yazalım.

Ve bu formülden yanıcı yakıt kütlesi nasıl bulunur?

Yanmanın özgül ısısını formülden ifade edin. (Formül yazması için öğrenciyi tahtaya çağırabilirsiniz)

Beden eğitimi dakikası

Yorulduk. Biraz gevşeyelim. Sırtını düzelt. Omuzlarınızı düzeltin. Yakıtın adını vereceğim, eğer katı olduğunu düşünüyorsanız başınızı aşağı indirin, sıvı ise ellerinizi kaldırın, gazlı ise ellerinizi öne doğru çekin.

Kömür zordur.

Doğal gaz gazdır.

Yağ sıvıdır.

Ahşap sağlamdır.

Benzin sıvıdır.

Turba zor.

Antrasit zordur.

Gazyağı sıvıdır.

Kok fırını gazı gaz halindedir.

Aferin! Sahip olduğumuz en özenli ve atletik ... Oturun.

Öğretmen:Çocuklar! Şu soruyu düşünelim: "Yanma süreci bir insanın dostu mu yoksa düşmanı mı?"

4 numaralı deneyim. Deneyi yanan bir mumla tekrarlayalım ama şimdi mumların yanına bir bitkinin yaprağını koyuyoruz.

Mum alevinin yanındaki bitkiye ne olduğunu gördün mü?

O. yakıt kullanırken, yanma ürünlerinin canlı organizmalara verdiği zararı unutmamak gerekir.

4. Sabitleme.

Beyler, lütfen söyleyin, bizim için yakıt nedir? Gıda, insan vücudunda yakıt rolünü oynar. Farklı yakıt türleri gibi farklı yiyecek türleri de farklı miktarda enerji içerir. (Bilgisayardaki "Gıda ürünlerinin spesifik kalorifik değeri" tablosunu gösterin).

	Yakıtın özgül kalorifik değeri q, MJ/kg
buğday ekmeği
Çavdar ekmeği
Patates
Biftek
tavuk eti
Tereyağı
Yağlı süzme peynir
Ayçiçek yağı
Üzüm
çikolatalı rulo
kremalı dondurma
Kirişki
Tatlı çay
"Coca Cola"
Siyah frenk üzümü

Gruplar halinde (1 ve 2, 3 ve 4 sıra) bir araya gelmenizi ve aşağıdaki görevleri (el notuna göre) tamamlamanızı öneririm. Tamamlamak için 5 dakikanız var, ardından sonuçları tartışacağız.

Gruplar için görevler:

• Grup 1: 2 saatlik derse hazırlanırken 800 kJ enerji harcarsınız. Bir paket 28g cips yiyip bir bardak Coca-Cola (200g) içerseniz enerji rezervinizi yeniler misiniz?
• Grup 2: 70 kg ağırlığındaki bir kişi tereyağlı bir sandviç yerse (100g) ne kadar yükseğe çıkabilir? buğday ekmeği ve 50 gr tereyağı).
• Grup 3: Gün içerisinde 100 gr süzme peynir, 50 gr kepekli ekmek, 50 gr dana eti ve 100 gr patates, 200 gr tatlı çay (1 bardak) tüketmeniz yeterli mi? Gerekli miktar 8. sınıf öğrencisi için enerji 1.2 MJ'dir.
• Grup 4: 60 kg ağırlığındaki bir sporcu, tereyağlı bir sandviç yerse (100 gr buğday ekmeği ve 50 gr tereyağı) ne kadar hızlı koşmalıdır?
• Grup 5: 55 kg ağırlığındaki bir genç otururken kitap okurken harcadığı enerjiyi yenilemek için ne kadar çikolata yiyebilir? (Bir saat içinde)

55 kg ağırlığındaki bir gencin çeşitli aktiviteler için 1 saatte yaklaşık enerji tüketimi

bulaşıkları yıkamak
Derslere hazırlık
kendine okumak
Oturma (dinlenme)
fiziksel egzersiz

• Grup 6: 70 kg ağırlığındaki bir sporcu, 50 gr çavdar ekmeği ve 100 gr dana eti yerse, 20 dakika yüzdükten sonra enerjisini yeniler mi?

Bir kişinin çeşitli aktiviteler için 1 saatte yaklaşık enerji tüketimi (1 kg kütle başına)

Gruplar problemin çözümünü bir kağıt üzerinde sunarlar, ardından sırayla tahtaya giderler ve bunu açıklarlar.

5. Yansıma. Dersin özeti.

Dersin başında kendimize hangi görevleri koyduğumuzu hatırlayalım mı? Her şeyi başardık mı?

Bir daire içindeki adamlar, tahtadaki yansıtıcı ekrandan cümlenin başlangıcını seçerek bir cümlede konuşurlar:

• bugün öğrendim...
• ilginçti…
• o zordu…
• ödevler yaptım...
• Farkettim ki...
• Şimdi yapabilirim…
• Onu hissettim...
• Satın aldım...
• Öğrendim…
• başardım…
• yapabildim...
• Deneyeceğim…
• beni şaşırttı...
• bana hayat dersi verdi...
• İstedim…

1. Derste yeni ne öğrendiniz?

2. Bu bilgi hayatta faydalı olacak mı?

En aktif öğrenciler için dersi notlandırma.

6. Dz

1. 10. paragraf
2. Görev (seçim için 1):

• Seviye 1: 10 kg kömür yakıldığında ne kadar ısı üretir?
• Seviye 2: 132 kJ enerji açığa çıkan yağın tamamen yanması. Hangi yağ kütlesi yandı?
• Seviye 3: 0,5 litre alkolün tam yanması sırasında ne kadar ısı açığa çıkar (alkol yoğunluğu 800 kg / m3)

Karşılaştırma tablosu: yakıt türleri (avantajlar ve dezavantajlar)

İnsanoğlu, evrimi boyunca, almayı öğrenmiştir. Termal enerji yakarak farklı şekiller yakıt. En basit örnek, yakılan odundan yapılmış bir ateştir. ilkel insanlar ve o zamandan beri turba, kömür, benzin, petrol, doğal gaz - tüm bunlar, bir kişinin termal enerji aldığı yanan yakıt türleridir. Peki yanmanın özgül ısısı nedir?

Yanma sırasında ısı nereden gelir?

Yakıt yanma sürecinin kendisi kimyasal, oksidatif bir reaksiyondur. Çoğu yakıt, büyük miktarlarda karbon C, hidrojen H, kükürt S ve diğer maddeleri içerir. Yanma sırasında C, H ve S atomları O 2 oksijen atomlarıyla birleşerek CO, CO 2, H 2 O, SO 2 molekülleri ile sonuçlanır. Bu durumda, insanların kendi amaçları için kullanmayı öğrendikleri büyük miktarda termal enerji açığa çıkar.

Pirinç. 1. Yakıt türleri: kömür, turba, petrol, gaz.

Isı salınımına ana katkı karbon C tarafından yapılır. İkinci en büyük katkı hidrojen H tarafından yapılır.

Pirinç. 2. Karbon atomları oksijen atomlarıyla reaksiyona girer.

Yanmanın özgül ısısı nedir?

Özgül yanma ısısı q, 1 kg yakıtın tam yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarına eşit fiziksel bir miktardır.

Özgül yanma ısısı formülü şöyle görünür:

$$q=(Q \m üzerinde)$$

Q, yakıtın yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır, J;

m yakıtın kütlesidir, kg.

Uluslararası SI birim sisteminde q birimi J/kg'dır.

$$[q]=(J \kg üzerinde)$$

Büyük q değerlerini belirtmek için genellikle sistem dışı enerji birimleri kullanılır: kilojul (kJ), megajul (MJ) ve gigajul (GJ).

Farklı maddeler için q değerleri deneysel olarak belirlenir.

q'yu bilerek, m kütleli yakıtın yanmasından kaynaklanacak olan ısı Q miktarını hesaplayabiliriz:

Yanmanın özgül ısısı nasıl ölçülür?

q ölçmek için kalorimetre denilen cihazlar kullanılır (kalor - ısı, metreo - ölçü).

Cihazın içinde bir miktar yakıt bulunan bir kap yakılır. Kap bilinen bir kütleye sahip suya yerleştirilir. Yanma sonucunda açığa çıkan ısı suyu ısıtır. Su kütlesinin değeri ve sıcaklığındaki değişiklik, yanma ısısını hesaplamamızı sağlar. Daha sonra, q yukarıdaki formülle belirlenir.

Pirinç. 3. Özgül yanma ısısının ölçümü.

q değerleri nerede bulunur

Belirli yakıt türleri için belirli yanma ısısı değerleri hakkında bilgi, teknik referans kitaplarında veya İnternet kaynaklarındaki elektronik versiyonlarında bulunabilir. Genellikle aşağıdaki gibi bir tablo şeklinde sunulurlar:

Özgül yanma ısısı, q

Keşfedilen kaynaklar, modern türler yakıt sınırlıdır. Bu nedenle, gelecekte diğer enerji kaynakları ile değiştirilecektir:

• atom, nükleer reaksiyonların enerjisini kullanarak;
• güneş ışığının enerjisini ısı ve elektriğe dönüştüren güneş;
• rüzgâr;
• jeotermal, doğal kaplıcaların ısısını kullanarak.

Ne öğrendik?

Böylece yakıtın yanması sırasında neden çok fazla ısı açığa çıktığını öğrendik. Belirli bir kütle m yakıtın yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarını hesaplamak için, q değerini bilmek gerekir - bu yakıtın özgül yanma ısısı. q değerleri kalorimetri yöntemleri ile deneysel olarak belirlenmiş ve referans kitaplarında verilmiştir.

Konu testi

Rapor Değerlendirmesi

Ortalama puanı: 4.2. Alınan toplam puan: 65.

Belli bir miktar yakıt yandığında, ölçülebilir miktarda ısı açığa çıkar. Uluslararası Birimler Sistemine göre, değer Joule/kg veya m3 olarak ifade edilir. Ancak parametreler kcal veya kW olarak da hesaplanabilir. Değer, yakıtın ölçü birimi ile ilgili ise spesifik olarak adlandırılır.

Farklı yakıtların kalorifik değeri nedir? Sıvı, katı ve gaz halindeki maddeler için göstergenin değeri nedir? Bu soruların cevapları makalede ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Ek olarak, malzemelerin özgül yanma ısısını gösteren bir tablo hazırladık - bu bilgi, yüksek enerjili bir yakıt türü seçerken faydalı olacaktır.

Yanma sırasında enerji salınımı iki parametre ile karakterize edilmelidir: yüksek verim ve zararlı maddelerin üretiminin olmaması.

Yapay yakıt, doğal işleme sürecinde elde edilir -. Toplanma durumundan bağımsız olarak, kimyasal bileşimlerindeki maddeler yanıcı ve yanıcı olmayan bir kısma sahiptir. Birincisi karbon ve hidrojendir. İkincisi su, mineral tuzları, azot, oksijen, metallerden oluşur.

Agregasyon durumuna göre yakıt sıvı, katı ve gaz olarak ayrılır. Her grup ayrıca doğal ve yapay bir alt gruba ayrılır (+)

1 kg böyle bir "karışım" yakıldığında, farklı miktarda enerji açığa çıkar. Bu enerjinin ne kadarının serbest bırakılacağı, bu elementlerin oranlarına bağlıdır - yanıcı kısım, nem, kül içeriği ve diğer bileşenler.

Yakıtın yanma ısısı (HCT) iki seviyeden oluşur - daha yüksek ve daha düşük. İlk gösterge su yoğuşması nedeniyle elde edilir, ikincisinde bu faktör dikkate alınmaz.

Yakıt ihtiyacını ve maliyetini hesaplamak için en düşük TCT'ye ihtiyaç duyulur, bu göstergeler yardımıyla ısı dengeleri derlenir ve yakıtla çalışan tesislerin verimliliği belirlenir.

TST analitik veya deneysel olarak hesaplanabilir. Yakıtın kimyasal bileşimi biliniyorsa Mendeleev formülü uygulanır. Deneysel prosedürler, yakıtın yanması sırasındaki gerçek ısı ölçümüne dayanmaktadır.

Bu durumlarda, özel bir yanma bombası kullanılır - kalorimetre ve termostat ile birlikte kalorimetrik bir bomba.

Hesaplamaların özellikleri, her yakıt türü için ayrıdır. Örnek: motorlarda TCT içten yanma sıvı silindirlerde yoğuşmadığı için en düşük değerden hesaplanır.

Sıvı maddelerin parametreleri

Katı maddeler gibi sıvı malzemeler şu bileşenlere ayrıştırılır: karbon, hidrojen, kükürt, oksijen, azot. Yüzde ağırlıkla ifade edilir.

Dahili organik yakıt balast oksijen ve nitrojenden oluşur, bu bileşenler yanmaz ve bileşime şartlı olarak dahil edilir. Dış balast nem ve külden oluşur.

Benzinde yüksek özgül yanma ısısı gözlenir. Markaya bağlı olarak 43-44 MJ'dir.

Yanmanın özgül ısısının benzer göstergeleri, havacılık kerosen - 42.9 MJ için de belirlenir. Dizel yakıt da kalorifik değer - 43.4-43.6 MJ açısından lider kategorisine giriyor.

Nispeten düşük TST değerleri, sıvı roket yakıtı, etilen glikolün özelliğidir. Alkol ve aseton, minimum özgül yanma ısısında farklılık gösterir. Performansları, geleneksel motor yakıtından önemli ölçüde daha düşüktür.

Gaz yakıtın özellikleri

Gaz yakıt, karbon monoksit, hidrojen, metan, etan, propan, bütan, etilen, benzen, hidrojen sülfür ve diğer bileşenlerden oluşur. Bu rakamlar hacme göre yüzde olarak ifade edilir.

Hidrojen en yüksek yanma ısısına sahiptir. Bir kilogram madde yanarken 119,83 MJ ısı açığa çıkarır. Ancak yüksek derecede patlayıcılığa sahiptir.

Doğal gazda da yüksek kalorifik değerler gözlenmektedir.

Kg başına 41-49 MJ'ye eşittirler. Ancak, örneğin, saf metan daha yüksek bir yanma ısısına sahiptir - kg başına 50 MJ.

Karşılaştırmalı gösterge tablosu

Tablo, sıvı, katı, gaz halindeki yakıtların kütle özgül yanma ısısının değerlerini göstermektedir.

Yakıt türü	Birim devir.	Özgül yanma ısısı
		MJ	kW	kalori
Yakacak odun: meşe, huş ağacı, dişbudak, kayın, gürgen	kilogram	15	4,2	2500
Yakacak odun: karaçam, çam, ladin	kilogram	15,5	4,3	2500
kahverengi kömür	kilogram	12,98	3,6	3100
Kömür	kilogram	27,00	7,5	6450
Odun kömürü	kilogram	27,26	7,5	6510
Antrasit	kilogram	28,05	7,8	6700
odun pelet	kilogram	17,17	4,7	4110
saman pelet	kilogram	14,51	4,0	3465
ayçiçeği pelet	kilogram	18,09	5,0	4320
Talaş	kilogram	8,37	2,3	2000
Kağıt	kilogram	16,62	4,6	3970
Asma	kilogram	14,00	3,9	3345
Doğal gaz	m3	33,5	9,3	8000
Sıvılaştırılmış gaz	kilogram	45,20	12,5	10800
Benzin	kilogram	44,00	12,2	10500
Diz. yakıt	kilogram	43,12	11,9	10300
Metan	m3	50,03	13,8	11950
Hidrojen	m3	120	33,2	28700
Gazyağı	kilogram	43.50	12	10400
akaryakıt	kilogram	40,61	11,2	9700
Sıvı yağ	kilogram	44,00	12,2	10500
Propan	m3	45,57	12,6	10885
Etilen	m3	48,02	13,3	11470

Tablo, hidrojenin yalnızca gaz halindeki maddelerin değil, tüm maddelerin en yüksek TST'sine sahip olduğunu göstermektedir. Yüksek enerjili yakıtlara aittir.

Hidrojenin yanma ürünü sıradan sudur. İşlem fırın cürufu, kül, karbon monoksit ve karbon dioksit yaymaz, bu da maddeyi çevre dostu bir yakıt haline getirir. Ancak patlayıcıdır ve yoğunluğu düşüktür, bu nedenle bu tür yakıtların sıvılaştırılması ve taşınması zordur.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı video

Farklı ağaç türlerinin kalorifik değeri hakkında. M3 ve kg başına göstergelerin karşılaştırılması.

TST, yakıtın en önemli termal ve operasyonel özelliğidir. Bu gösterge, insan faaliyetinin çeşitli alanlarında kullanılır: ısı motorları, enerji santralleri, sanayi, ev ısıtma ve yemek pişirme.

Kalorifik değerler, salınan enerji derecesi açısından farklı yakıt türlerini karşılaştırmaya, gerekli yakıt kütlesini hesaplamaya ve maliyetlerden tasarruf etmeye yardımcı olur.

Eklemek istediğiniz bir şey mi var veya farklı yakıt türlerinin kalorifik değeri hakkında sorularınız mı var? Yayın hakkında yorum bırakabilir ve tartışmalara katılabilirsiniz - iletişim formu alt blokta bulunur.

Tablolar, yakıtın (sıvı, katı ve gaz) ve diğer bazı yanıcı maddelerin kütleye özgü yanma ısısını göstermektedir. Kömür, yakacak odun, kok, turba, gazyağı, yağ, alkol, benzin, doğal gaz vb. yakıtlar dikkate alınır.

Tablo listesi:

Ekzotermik bir yakıt oksidasyon reaksiyonunda, kimyasal enerjisi, belirli bir miktarda ısı salınımı ile termal enerjiye dönüştürülür. Ortaya çıkan termal enerjiye yakıtın yanma ısısı denir. Kimyasal bileşimine, nemine bağlıdır ve ana olanıdır. 1 kg kütle veya 1 m3 hacme atıfta bulunulan yakıtın kalorifik değeri, kütle veya hacimsel spesifik kalorifik değeri oluşturur.

Yakıtın özgül yanma ısısı, bir birim kütlenin veya katı, sıvı veya gaz halindeki yakıtın tam yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır. Uluslararası Birimler Sisteminde bu değer J/kg veya J/m3 olarak ölçülür.

Bir yakıtın özgül yanma ısısı deneysel olarak belirlenebilir veya analitik olarak hesaplanabilir. Kalorifik değeri belirlemeye yönelik deneysel yöntemler, yakıtın yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarının, örneğin termostatlı ve yanma bombalı bir kalorimetrede pratik ölçümüne dayanır. Bilinen yakıt için kimyasal bileşim yanmanın özgül ısısı Mendeleev'in formülünden belirlenebilir.

Daha yüksek ve daha düşük özgül yanma ısıları vardır. Brüt kalorifik değer, yakıtta bulunan nemin buharlaşması için harcanan ısı dikkate alınarak, yakıtın tam yanması sırasında açığa çıkan maksimum ısı miktarına eşittir. Düşük kalorifik değer, yakıtın neminden ve yanma sırasında suya dönüşen organik kütlenin hidrojeninden oluşan yoğuşma ısısının değerinden daha düşüktür.

Yakıt kalitesi göstergelerinin yanı sıra ısı mühendisliği hesaplamalarında belirlemek genellikle en düşük özgül yanma ısısını kullanır, yakıtın en önemli termal ve operasyonel özelliğidir ve aşağıdaki tablolarda verilmiştir.

Katı yakıtın özgül yanma ısısı (kömür, yakacak odun, turba, kok)

Tablo, MJ/kg biriminde kuru katı yakıtın özgül yanma ısısının değerlerini göstermektedir. Tablodaki yakıt, alfabetik sıraya göre ada göre düzenlenmiştir.

Değerlendirilen katı yakıtlar arasında kok kömürü en yüksek kalorifik değere sahiptir - özgül yanma ısısı 36.3 MJ/kg'dır (veya SI birimlerinde 36.3·10 6 J/kg). Ek olarak, yüksek kalorifik değer, kömür, antrasit, odun kömürü ve kahverengi kömürün karakteristiğidir.

Düşük enerji verimliliğine sahip yakıtlar arasında odun, yakacak odun, barut, freztorf, petrol şeylleri bulunur. Örneğin, yakacak odunun özgül yanma ısısı 8,4 ... 12,5 ve barut - sadece 3,8 MJ / kg'dır.

Katı yakıtın özgül yanma ısısı (kömür, yakacak odun, turba, kok)

Yakıt
Antrasit	26,8…34,8
Odun peletleri (piletler)	18,5
yakacak odun kuru	8,4…11
Kuru huş yakacak odun	12,5
gaz kok	26,9
yüksek fırın kok	30,4
yarı kok	27,3
Pudra	3,8
kayrak	4,6…9
Petrol şeyl	5,9…15
katı yakıt	4,2…10,5
Turba	16,3
lifli turba	21,8
freze turba	8,1…10,5
Turba kırıntısı	10,8
kahverengi kömür	13…25
Kahverengi kömür (briket)	20,2
Kahverengi kömür (toz)	25
Donetsk kömürü	19,7…24
Odun kömürü	31,5…34,4
Kömür	27
Koklaşabilir taş kömürü	36,3
Kuznetsk kömürü	22,8…25,1
Çelyabinsk kömürü	12,8
ekibastuz kömürü	16,7
freztorf	8,1
Cüruf	27,5

Sıvı yakıtın özgül yanma ısısı (alkol, benzin, gazyağı, yağ)

Sıvı yakıt ve diğer bazı organik sıvıların özgül yanma ısısı tablosu verilmiştir. Benzin, dizel yakıt ve yağ gibi yakıtların yanma sırasında yüksek ısı salınımı ile karakterize edildiğine dikkat edilmelidir.

Alkol ve asetonun özgül yanma ısısı, geleneksel motor yakıtlarından önemli ölçüde daha düşüktür. Ek olarak, sıvı roket yakıtı nispeten düşük bir kalorifik değere sahiptir ve bu hidrokarbonların 1 kg'ının tamamen yanması ile sırasıyla 9.2 ve 13,3 MJ'ye eşit bir ısı miktarı açığa çıkacaktır.

Sıvı yakıtın özgül yanma ısısı (alkol, benzin, gazyağı, yağ)

Yakıt	Özgül yanma ısısı, MJ/kg
aseton	31,4
Benzin A-72 (GOST 2084-67)	44,2
Havacılık benzini B-70 (GOST 1012-72)	44,1
Benzinli AI-93 (GOST 2084-67)	43,6
Benzen	40,6
Kış dizel yakıtı (GOST 305-73)	43,6
Yaz dizel yakıtı (GOST 305-73)	43,4
Sıvı itici (gazyağı + sıvı oksijen)	9,2
havacılık gazyağı	42,9
Aydınlatma kerosen (GOST 4753-68)	43,7
ksilen	43,2
Yüksek kükürtlü akaryakıt	39
Düşük kükürtlü akaryakıt	40,5
Düşük kükürtlü akaryakıt	41,7
Kükürtlü akaryakıt	39,6
Metil alkol (metanol)	21,1
n-Bütil alkol	36,8
Sıvı yağ	43,5…46
Yağ metan	21,5
toluen	40,9
Beyaz ruh (GOST 313452)	44
EtilenGlikol	13,3
Etil alkol (etanol)	30,6

Gaz halindeki yakıtın ve yanıcı gazların özgül yanma ısısı

Gaz halindeki yakıtın ve diğer bazı yanıcı gazların yanma özgül ısısının MJ/kg boyutunda bir tablosu sunulmaktadır. Dikkate alınan gazlardan en büyük kütle özgül yanma ısısı farklıdır. Bu gazın bir kilogramının tamamen yanması ile 119,83 MJ ısı açığa çıkacaktır. Ayrıca, doğal gaz gibi bir yakıtın kalorifik değeri yüksektir - doğal gazın özgül yanma ısısı 41 ... 49 MJ / kg'dır (saf 50 MJ / kg için).

Gaz halindeki yakıtın ve yanıcı gazların (hidrojen, doğal gaz, metan) özgül yanma ısısı

Yakıt	Özgül yanma ısısı, MJ/kg
1-Büten	45,3
Amonyak	18,6
Asetilen	48,3
Hidrojen	119,83
Hidrojen, metan ile karışım (kütlece %50 H2 ve %50 CH4)	85
Hidrojen, metan ve karbon monoksit ile karışım (kütlece %33-33-33)	60
Hidrojen, karbon monoksit ile karışım (%50 H2 %50 C02 kütlece)	65
Yüksek Fırın Gazı	3
kok fırını gazı	38,5
LPG sıvılaştırılmış hidrokarbon gazı (propan-bütan)	43,8
izobütan	45,6
Metan	50
n-bütan	45,7
n-heksan	45,1
n-Pentan	45,4
ilişkili gaz	40,6…43
Doğal gaz	41…49
propadien	46,3
Propan	46,3
propilen	45,8
Propilen, hidrojen ve karbon monoksit ile karışım (ağırlıkça %90-%9-%1)	52
Etan	47,5
Etilen	47,2

Bazı yanıcı maddelerin özgül yanma ısısı

Bazı yanıcı maddelerin (ahşap, kağıt, plastik, saman, kauçuk vb.) özgül yanma ısısına ilişkin bir tablo verilmiştir. Yanma sırasında yüksek ısı salınımı olan malzemelere dikkat edilmelidir. Bu tür malzemeler şunları içerir: çeşitli tiplerde kauçuk, genleşmiş polistiren (polistiren), polipropilen ve polietilen.

Bazı yanıcı maddelerin özgül yanma ısısı

Yakıt	Özgül yanma ısısı, MJ/kg
Kağıt	17,6
deri	21,5
Ahşap (%14 nem içeriğine sahip çubuklar)	13,8
yığınlar halinde ahşap	16,6
Meşe ağacı	19,9
ladin ağacı	20,3
ahşap yeşili	6,3
çam ağacı	20,9
kapron	31,1
Karbolit ürünleri	26,9
Karton	16,5
Stiren-bütadien kauçuk SKS-30AR	43,9
Doğal kauçuk	44,8
Sentetik kauçuk	40,2
Kauçuk SCS	43,9
kloropren kauçuk	28
polivinil klorür linolyum	14,3
İki katmanlı polivinil klorür linolyum	17,9
Keçe bazında linolyum polivinilklorür	16,6
Sıcak bazda linolyum polivinil klorür	17,6
Kumaş bazında linolyum polivinilklorür	20,3
Linolyum kauçuk (relin)	27,2
parafin katı	11,2
strafor PVC-1	19,5
strafor FS-7	24,4
strafor FF	31,4
Genişletilmiş polistiren PSB-S	41,6
poliüretan köpük	24,3
lif levha	20,9
Polivinil klorür (PVC)	20,7
polikarbonat	31
polipropilen	45,7
polistiren	39
Yüksek yoğunluklu polietilen	47
Düşük basınçlı polietilen	46,7
Lastik	33,5
ruberoid	29,5
kurum kanalı	28,3
Saman	16,7
Pipet	17
Organik cam (pleksiglas)	27,7
tektolit	20,9
Tol	16
TNT	15
Pamuk	17,5
Selüloz	16,4
Yün ve yün lifleri	23,1

Kaynaklar:

1. GOST 147-2013 Katı mineral yakıt. Daha yüksek kalorifik değerin belirlenmesi ve daha düşük kalorifik değerin hesaplanması.
2. GOST 21261-91 Petrol ürünleri. Brüt kalorifik değeri belirleme ve net kalorifik değeri hesaplama yöntemi.
3. GOST 22667-82 Yanıcı doğal gazlar. Kalorifik değeri, bağıl yoğunluğu ve Wobbe sayısını belirlemek için hesaplama yöntemi.
4. GOST 31369-2008 Doğal gaz. Bileşen bileşimine dayalı olarak kalorifik değer, yoğunluk, bağıl yoğunluk ve Wobbe sayısının hesaplanması.
5. Zemsky G. T. İnorganik ve organik malzemelerin yanıcı özellikleri: referans kitabı M.: VNIIPO, 2016 - 970 s.