Теплотворна спроможність різних видів палива. Порівняльний аналіз

У цьому уроці ми навчимося розраховувати кількість теплоти, що виділяє паливо під час згоряння. Крім того, розглянемо характеристику палива – питому теплоту згоряння.

Оскільки все наше життя засноване на русі, а рух здебільшого заснований на згорянні палива, то вивчення даної теми дуже важливо для розуміння теми. Теплові явища».

Після вивчення питань, пов'язаних з кількістю теплоти та питомою теплоємністю, перейдемо до розгляду кількості теплоти, що виділяється при спалюванні палива.

Визначення

Паливо- Речовина, яка в деяких процесах (горіння, ядерні реакції) виділяє тепло. Є джерелом енергії.

Паливо буває твердим, рідким та газоподібним(Рис. 1).

Рис. 1. Види палива

• До твердих видів палива відносять вугілля та торф.
• До рідких видів палива відносять нафту, бензин та інші нафтопродукти.
• До газоподібних видів палива відносять природний газ.
• Окремо можна виділити дуже поширене останнім часом ядерне паливо.

Згоряння палива – це хімічний процес, який є окисним. При згорянні атоми вуглецю з'єднуються з атомами кисню утворюючи молекули. Внаслідок цього виділяється енергія, яку і використовує людина у своїх цілях (рис. 2).

Рис. 2. Утворення вуглекислого газу

Для характеристики палива використовується така характеристика, як теплотворність. Теплотворність показує, скільки теплоти виділяється при згорянні палива (рис. 3). У фізиці теплотворності відповідає поняття питомої теплоти згоряння речовини.

Рис. 3. Питома теплотазгоряння

Визначення

Питома теплота згоряння - фізична величина, Що характеризує паливо, чисельно дорівнює кількості теплоти, що виділяється за повного згоряння палива.

Питому теплоту згоряння прийнято позначати буквою. Одиниці виміру:

У одиницях виміру відсутня , оскільки згоряння палива відбувається за незмінної температурі.

Питома теплота згоряння визначається дослідним шляхом з допомогою складних приладів. Проте задля вирішення завдань існують спеціальні таблиці. Нижче наведемо значення питомої теплоти згоряння деяких видів палива.

Речовина

Таблиця 4. Питома теплота згоряння деяких речовин

З наведених величин видно, що з згорянні виділяється дуже багато теплоти, тому використовуються одиниці виміру (мегаджоули) і (гигаджоули).

Для обчислення кількості теплоти, що виділяється при згорянні палива, використовується така формула:

Тут: - Маса палива (кг), - Питома теплота згоряння палива ().

Наприкінці зауважимо, що більшість палива, що використовується людством, запасена за допомогою сонячної енергії. Вугілля, нафта, газ - усе це утворилося Землі завдяки впливу Сонця (рис. 4).

Рис. 4. Утворення палива

На наступному уроці ми поговоримо про закон збереження та перетворення енергії у механічних та теплових процесах.

переліклітератури

1. Генденштейн Л.Е, Кайдалов А.Б., Кожевніков В.Б. / За ред. Орлова В.А., Ройзена І.І. Фізика 8. – К.: Мнемозіна.
2. Перишкін А.В. Фізика 8. – М.: Дрофа, 2010.
3. Фадєєва А.А., Засов А.В., Кисельов Д.Ф. Фізика 8. - М: Просвітництво.

1. Інтернет-портал "festival.1september.ru" ()
2. Інтернет-портал «school.xvatit.com» ()
3. Інтернет-портал «stringer46.narod.ru» ()

Домашнє завдання

Розробка уроків (конспекти уроків)

Лінія УМК А. В. Перишкіна. Фізика (7-9)

Увага! Адміністрація сайту сайт не несе відповідальності за зміст методичних розробок, і навіть за відповідність розробки ФГОС.

«Щоб зігріти інших, свічка має згоріти»

М.Фарадей.

Ціль:Вивчити питання використання внутрішньої енергії палива, виділення тепла під час згоряння палива.

Завдання уроку:

освітні:

• повторити та закріпити знання з пройденого матеріалу;
• запровадити поняття про енергію палива, питому теплоту згоряння палива;
• продовжити розвиток навичок вирішення розрахункових завдань.

розвиваючі:

• розвивати аналітичне мислення;
• розвивати вміння працювати з таблицями та робити висновки;
• розвивати здібності учнів висувати гіпотези, аргументувати їх, грамотно висловлювати свої думки вголос;
• розвивати спостережливість та увагу.

виховні:

• виховувати бережливе ставленнядо використання паливних ресурсів;
• виховувати інтерес до предмета через показ зв'язку матеріалу, що вивчається, з реальним життям;
• виховувати навички комунікативного спілкування.

Предметні результати:

Учні повинні знати:

• питома теплота згоряння палива - це фізична величина, що показує, скільки теплоти виділяється при повному згорянні палива масою 1 кг;
• при згорянні палива виділяється значна енергія, яку використовують у побуті, промисловості, сільському господарстві, електростанціях, в автомобільному транспорті;
• одиницю виміру питомої теплоти згоряння палива.

Учні повинні вміти:

• пояснювати процес виділення енергії під час згоряння палива;
• користуватись таблицею питомої теплоти згоряння палива;
• порівнювати питому теплоту згоряння палива різних речовинта енергію, що виділяється при згоранні різних видівпалива.

Учні повинні застосовувати:

• формулу для обчислення енергії, що виділилася під час згоряння палива.

Тип уроку:урок вивчення нового матеріалу

Устаткування: свічка, тарілка, склянка, лист рослини, сухе пальне, 2 спиртівки, бензин, спирт, 2 пробірки з водою.

Хід уроку

1. Оргмомент.

Привітання учнів, перевірка готовності до уроку.

Відомо, що великий вчений М. В. Ломоносов ще 1744 р. працював над трактатом «Роздуми про причину теплоти та холоду». Теплові явища відіграють величезну роль в навколишньому світі, у житті людини, рослин, тварин, а також у техніці.

Давайте перевіримо, як добре ви засвоїли ці знання.

2. Мотивація до навчальної діяльності.

Чи є у вас питання щодо домашнього завдання? Давайте перевіримо, як ви впоралися з ним:

• двоє учнів представляють вирішення домашніх завдань на дошці.

1) Визначте абсолютну вологість повітря в коморі об'ємом 10 м 3 , якщо в ній міститься водяна пара масою 0,12 кг.

2) Тиск водяної пари в повітрі дорівнює 0,96 кПа, відносна вологість повітря 60%. Чому дорівнює тиск насиченої водяної пари за тієї ж температури?

• 1 учень (Дима) на дошці заповнює схему;

завдання: підпишіть біля кожної стрілки назву процесів та формулу для розрахунку кількості теплоти у кожному з них

• А поки що хлопці працюють біля дошки, ми з вами виконаємо інше завдання.

Подивіться на текст, зображений на слайді, і знайдіть у ньому фізичні помилки, яких припустився автор (запропонуйте правильну відповідь):

1) У яскравий сонячний день хлопці вирушили у похід. Щоб було не так спекотно, хлопці одягнулися в темні костюми. Надвечір стало свіжо, але після купання стало тепліше.Хлопці налили собі гарячий чай у залізні кухлі та із задоволенням пили його, не обпалюючись. Було дуже класно!!!

Відповідь: темне більше поглинає тепло; при випаровуванні температура тіла знижується; теплопровідність металів більша, тому він нагрівається сильніше.

2) Прокинувшись раніше, ніж звичайно, Вася відразу згадав, що на вісім ранку домовився з Толею йти на річку дивитися льодохід. Вася вибіг надвір, Толя був уже там. «Ось погода сьогодні! - Замість вітання захоплено вимовив він. - Сонце яке, а температура з ранку -2 градуси за Цельсієм. "Ні, -4", заперечив Вася. Хлопчики заперечили, потім зрозуміли, у чому річ. «У мене термометр на вітрі, а у тебе в затишному місці, тому твій і показує більше», - Здогадався Толя. І хлопці побігли, шльопаючи по калюжах.

Відповідь: за наявності вітру випаровування відбувається інтенсивніше, тому перший термометр повинен показувати температуру нижче; за температури нижче 00С вода замерзає.

Молодці, всі помилки знайшли правильно.

Давайте перевіримо правильність розв'язання задач (учні, які вирішували завдання, коментують своє рішення).

А тепер перевіримо, як Діма впорався зі своїм завданням.

Чи всі фазові переходи Діма назвав правильно? А що станеться, якщо в полум'я помістити дерев'яну паличку? (Вона горітиме)

Ви чітко помітили, що відбувається процес горіння.

Напевно, ви вже здогадалися, про що ми сьогодні з вами говоритимемо (висувають гіпотези).

Як ви вважаєте, на які питання ми зможемо відповісти наприкінці уроку?

• зрозуміти фізичний зміст процесу згоряння;
• дізнатися, від чого залежить кількість теплоти, що виділяється під час згоряння;
• з'ясувати застосування цього процесу у житті, у побуті тощо.

3. Новий матеріал.

Щодня ми можемо спостерігати, як згоряє природний газ у пальнику плити. Це і є процесом згоряння палива.

Досвід №1.Свічка закріплена на дні тарілки за допомогою пластиліну. Засвітимо свічку, потім закриємо її банкою. Кілька миттєвостей через полум'я свічки згасне.

Створюється проблемна ситуація, при вирішенні якої учні роблять висновок: свічка горить за наявності кисню.

Запитання до класу:

Чим супроводжується процес горіння?

Чому свічка гасне? Які умови, за яких триває процес горіння?

За рахунок чого виділяється енергія?

Для цього згадаємо будову речовини.

З чого складається речовина? (З молекул, молекули з атомів)

Якими видами енергії має молекула? (кінетичної та потенційної)

А чи можна молекулу поділити на атоми? (так)

Щоб розділити молекули на атоми, необхідно подолати сили тяжіння атомів, отже, здійснити роботу, тобто витратити енергію.

При з'єднанні атомів молекулу енергія, навпаки, виділяється. Таке з'єднання атомів молекули відбувається і при спалюванні палива. Звичайне паливо містить вуглець. Ви точно визначили, що без доступу повітря горіння неможливе. При горінні атоми вуглецю з'єднуються з атомами кисню, які у повітрі, у своїй утворюється молекула вуглекислого газу та виділяється енергія як тепла.

А тепер давайте проведемо досвід і подивимося одночасне горіння кількох видів палива: бензину, сухого пального, спирту та парафіну (Досвід №2).

Що спільного та чим відрізняється горіння кожного виду палива?

Так, при згорянні будь-яких речовин утворюються інші речовини-продукти згоряння. Наприклад, при згоранні дров залишається зола і виділяється вуглекислий, чадний та інші гази. .

Але головне призначення палива – давати тепло!

Розгляньмо ще один досвід.

Досвід №3:(На двох однакових спиртівках: одна заповнена бензином, інша спиртом, нагрівається однакова кількість води).

Питання з досвіду:

За рахунок якої енергії нагрівається вода?

А як визначити кількість теплоти, яка пішла на нагрівання води?

У якому разі вода швидше закипіла?

Який висновок можна зробити із досвіду?

Яке паливо, спирт чи бензин виділило більше тепла при повному згорянні? (Бензин більше тепла, ніж спирт).

Вчитель: Фізична величина, що показує, скільки теплоти виділяється при повному згорянні палива масою 1 кг, називається питомою теплотою згоряння палива, позначається буквою q. Одиниця виміру Дж/кг.

Питому теплоту згоряння визначають з досвіду досить складними приладами.

Результати дослідних даних наведено у таблиці підручника (стор.128).

Давайте попрацюємо із цією таблицею.

Запитання по таблиці:

1. Чому дорівнює питома теплота згоряння бензину? (44 МДж/кг)
2. Що це означає? (Це означає, що при повному згорянні бензину масою 1 кг виділяється 44 МДж енергії).
3. Яка речовина має найменшу питому теплоту згоряння? (Дрова).
4. Яке паливо при згорянні дає найбільшу кількість теплоти? (водень, тому що його питома теплота згоряння більша за інші).
5. Скільки виділяється кількість теплоти при згоранні 2 кг спирту? Як це ви визначили?
6. Що ж потрібно знати, щоб розрахувати кількість теплоти, що виділяється під час згоряння?

Роблять висновок, що знаходження кількості теплоти потрібно знати як питому теплоту згоряння палива, а й його масу.

Отже, загальна кількість теплоти Q (Дж), що виділяється за повного згоряння m (кг) палива, обчислюється за формулою: Q = q · m

Запишемо у зошит.

А як знайти з цієї формули масу палива, що згоряється?

Виразіть із формули питому теплоту згоряння. (Можна викликати учня до дошки для запису формул)

Фізкультхвилинка

Ми втомилися. Давайте трохи розімнемося. Випряміть спину. Розправте плечі. Я називатиму паливо, а якщо вважаєте, що воно тверде, опускаєте голову вниз, якщо рідке, то піднімаєте руки вгору, а якщо газоподібне - тягнете руки вперед.

Вугілля – тверде.

Природний газ – газоподібний.

Нафта – рідке.

Деревина – тверда.

Бензин – рідке.

Торф – тверде.

Антрацит – тверде.

Гас – рідке.

Коксувальний газ – газоподібне.

Молодці! Найуважніший і найспортивніший у нас… Сідайте.

Вчитель:Хлопці! Давайте подумаємо над питанням: «Процес згоряння людині друг чи ворог?»

Досвід №4.Повторимо досвід із свічкою, що горить, але тепер поруч зі свічок покладемо листок рослини.

Подивіться, що сталося з рослиною поряд із полум'ям свічки?

Т.о. при використанні палива не слід забувати і про шкоду продуктів згоряння для живих організмів.

4. Закріплення.

Хлопці, а скажіть мені, будь ласка, а що для нас з вами є паливом? У організмі людини роль пального грає їжа. Різні види їжі, як і різні види палива містять різний запас енергії. (Показати таблицю на комп'ютері "Питома теплота згоряння харчових продуктів").

	Питома теплота згоряння палива q, МДж/кг
Хліб пшеничний
Житній хліб
Картопля
Яловичина
М'ясо курки
Вершкове масло
Сир жирний
Олія соняшникова
Виноград
Шоколадний рулет
Морозиво вершкове
Кірієшки
Чай солодкий
"Кока Кола"
Смородина чорна

Пропоную вам об'єднатися у групи (1 та 2, 3 та 4 парти) та виконати наступні завдання (за роздавальним матеріалом). На виконання вам надається 5 хвилин, після чого обговоримо отримані результати.

Завдання групам:

• 1 група: під час підготовки до уроків протягом 2 годин ви витрачаєте 800 кДж енергії. Чи відновите запас енергії, якщо з'їсте пачку чіпсів 28г і вип'єте склянку «Кока-коли» (200г) ?
• 2 група: на яку висоту може піднятися людина масою 70 кг, якщо з'їсть бутерброд з олією (100г пшеничного хлібата 50г вершкового масла).
• 3 група: чи достатньо для Вас споживання протягом дня 100 г сиру, 50 г пшеничного хліба, 50 г яловичини та 100 г картоплі, 200 г солодкого чаю (1 склянка). Необхідна кількістьенергії для учня 8 класу становить 1,2 МДж.
• 4 група: з якою швидкістю повинен бігти спортсмен масою 60 кг, якщо він з'їсть бутерброд з олією (100г пшеничного хліба та 50г вершкового масла).
• 5 група: скільки шоколаду може з'їсти підліток масою 55 кг, щоб заповнити витрачену ним енергію під час читання книги сидячи? (протягом години)

Орієнтовні енерговитрати підлітка масою 55 кг за 1 годину при різних видах діяльності

Миття посуду
Підготовка до уроків
Читання про себе
Сидіння (у спокої)
Фізична зарядка

• 6 група: Чи відновить спортсмен масою 70 кг запас енергії після плавання протягом 20 хв, якщо з'їсть 50 г житнього хліба та 100 г яловичини?

Орієнтовні енерговитрати людини за 1 годину при різних видах діяльності (на 1 кг маси)

Групи представляють розв'язання задачі на листку ватману, далі по черзі виходять до дошки та пояснюють його.

5. Рефлексія. Підсумок уроку.

Згадаймо, які завдання ми ставили перед собою на початку уроку? Чи ми все досягли?

Діти по колу висловлюються однією пропозицією, вибираючи початок фрази з рефлексивного екрану на дошці:

• сьогодні я дізнався...
• було цікаво…
• було тяжко…
• я виконував завдання…
• Я зрозумів, що…
• тепер я можу…
• я відчув, що…
• я купив…
• я навчився…
• у мене вийшло …
• я зміг…
• я спробую…
• мене здивувало…
• урок дав мені для життя.
• мені захотілось…

1. Що нового дізналися на уроці?

2. Чи знадобляться ці знання у житті?

Виставлення оцінок за урок найактивнішим учням.

6. Д.з

1. Параграф 10
2. Завдання (1 на вибір):

• 1 рівень: скільки тепла при згорянні дають 10 кг вугілля?
• 2 рівень: за повного згоряння нафти виділилося 132 кДж енергії. Яка маса нафти згоріла?
• 3 рівень: скільки теплоти виділяється за повного згоряння 0,5 літрів спирту (щільність спирту 800 кг/м3)

Порівняльна таблиця: види палива (гідності та недоліки)

Людство у процесі своєї еволюції навчилося отримувати теплову енергіюза допомогою спалювання різних видівпалива. Найпростішим прикладом можемо служити багаття з дров, яке розпалювали первісні люди, і з того часу торф, вугілля, бензин, нафта, природний газ — все це види палива, спалюючи які людина отримує теплову енергію. То що таке питома теплота згоряння?

Звідки береться тепло у процесі горіння?

Сам собою процес згоряння палива — це хімічна, окислювальна реакція. Більшість видів палива містить велику кількість вуглецю, водню H, сірки S та інших речовин. Під час горіння атоми C, H, і S з'єднується з атомами кисню О 2 , в результаті чого виходить молекули, СО 2 , Н 2 О, SO 2 . При цьому відбувається виділення великої кількості теплової енергії, яку люди навчилися використовувати у своїх цілях.

Рис. 1. Види палива: вугілля, торф, нафту, газ.

Основний внесок у виділення тепла дає вуглець C. Другий за кількістю тепла внесок вносить водень H.

Рис. 2. Атоми вуглецю вступають у реакцію з атомами кисню.

Що таке питома теплота згоряння?

Питома теплота згоряння q - це фізична величина, що дорівнює кількості тепла, що виділяється при повному згорянні 1 кг палива.

Формула питомої теплоти згоряння виглядає так:

$$q=(Q \over m)$$

Q - кількість тепла, що виділилося в процесі горіння палива, Дж;

m - маса палива, кг.

Одиницею виміру q у міжнародній системі одиниць СІ є Дж/кг.

$$[q]=(Дж \over кг)$$

Для позначення великих величин часто використовуються позасистемні одиниці енергії: кілоджоулі (кДж), мегаджоулі (МДж) і гігаджоулі (ГДж).

Значення q різних речовин визначають експериментально.

Знаючи q, можна обчислити кількість тепла Q, що вийде в результаті спалювання палива масою m:

Як вимірюють питому теплоту згоряння

Для вимірювання q використовують прилади, які називаються калориметрами (calor – тепло, metroo – вимірюю).

Контейнер із порцією палива спалюється усередині приладу. Контейнер поміщений у воду із відомою масою. В результаті горіння тепло, що виділилося, нагріває воду. Величина маси води та зміна її температури дозволяють обчислити теплоту згоряння. Далі q визначається за наведеною вище формулою.

Рис. 3. Вимірювання питомої теплоти згоряння.

Де можна знайти значення q

Інформацію про величини питомої теплоти згоряння для конкретних видів палива можна знайти в технічних довідниках або їх електронних версіях на інтернет-ресурсах. Зазвичай вони наводяться у вигляді такої таблиці:

Питома теплота згоряння, q

Ресурси розвіданих, сучасних видівпалива обмежені. Тому в майбутньому на зміну їм прийдуть інші джерела енергії:

• атомні, які використовують енергію ядерних реакцій;
• сонячні, що перетворюють енергію сонячних променів у тепло та електрику;
• вітряні;
• геотермальні, що використовують тепло гарячих природних джерел.

Що ми дізналися?

Отже, ми довідалися чому виділяється багато тепла у горінні палива. Для обчислення кількості тепла, що виділяється при згорянні деякої маси палива, необхідно знати величину q - питому теплоту згоряння цього палива. Значення q визначені експериментально методами калориметрії та наведені у довідниках.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 4.2. Усього отримано оцінок: 65.

Коли певна кількість палива згоряє, виділяється кількість теплоти. Згідно з Міжнародною системою одиниць величина виражається в Джоулях на кг або м3. Але параметри можуть бути розраховані і в ккал або кВт. Якщо значення співвідноситься з одиницею виміру палива, воно називається питомим.

На що впливає теплотворність різного палива? Яке значення показника для рідких, твердих та газоподібних речовин? Відповіді на зазначені питання докладно викладено у статті. Крім того, ми підготували таблицю з відображенням питомої теплоти згоряння матеріалів – ця інформація стане в нагоді при виборі високоенергетичного типу палива.

Виділення енергії при горінні має характеризуватись двома параметрами: високим ККД та відсутністю вироблення шкідливих речовин.

Штучне паливо виходить у процесі переробки природного – . Незалежно від агрегатного стану речовини у своєму хімічному складі мають горючу та негорючу частину. Перша - це вуглець та водень. Друга складається із води, мінеральних солей, азоту, кисню, металів.

За агрегатним станом паливо ділиться на рідке, тверде та газ. Кожна група додатково розгалужується на природну та штучну підгрупу (+)

При згорянні 1 кг такої суміші виділяється різна кількість енергії. Скільки саме цієї енергії виділиться, залежить від пропорцій зазначених елементів - паливної частини, вологості, зольності та інших компонентів.

Теплота згоряння палива (ТСТ) формується з двох рівнів – вищого та нижчого. Перший показник виходить через конденсацію води, у другому цей фактор не враховується.

Нижча ТСТ потрібна для розрахунків потреби в пальному та його вартості, за допомогою таких показників складаються теплові баланси та визначається ККД працюючих на паливі установок.

Обчислити ТСТ можна аналітично чи експериментально. Якщо хімічний склад пального відомий, застосовується формула Менделєєва. Експериментальні методики ґрунтуються на фактичному вимірі теплоти при згорянні палива.

У цих випадках застосовують спеціальну бомбу для спалювання – калориметричну разом із калориметром та термостатом.

Особливості розрахунків індивідуальні кожному за виду палива. Приклад: ТСТ у двигунах внутрішнього згоряннярозраховується від нижчого значення, тому що у циліндрах рідина не конденсується.

Параметри рідких речовин

Рідкі матеріали, як і тверді, розкладаються такі складові: вуглець, водень, сірку, кисень, азот. Відсоткове співвідношення виражається за масою.

З кисню та азоту утворюється внутрішній органічний баласт палива, ці компоненти не горять та включені до складу умовно. Зовнішній баласт формується з вологи та золи.

Висока питома теплота згоряння спостерігається у бензину. Залежно від марки вона становить 43-44 МДж.

Подібні показники питомої теплоти згоряння визначаються й у авіаційної гасу – 42,9 МДж. До категорії лідерів за значенням теплотворної здатності потрапляє і дизельне паливо – 43,4-43,6 МДж.

Відносно низькими значеннями ТСТ характеризуються рідке ракетне пальне, етиленгліколь. Мінімальною питомою теплотою згоряння відрізняються спирт та ацетон. Їхні показники істотно нижчі, ніж у традиційного моторного палива.

Властивості газоподібного палива

Газоподібне паливо складається з оксиду вуглецю, водню, метану, етану, пропану, бутану, етилену, бензолу, сірководню та інших компонентів. Ці показники виражаються у відсотках за обсягом.

Найбільшою теплотою згоряння відрізняється водень. Згоряючи, кілограм речовини виділяє 119,83 МДж тепла. Але воно відрізняється підвищеним ступенем вибухонебезпечності

Високі показники теплотворної здатності спостерігаються й у газу.

Вони дорівнюють 41-49 МДж на кг. Але, наприклад, у чистого метану теплота згоряння більша – 50 МДж на кг.

Порівняльна таблиця показників

У таблиці подано значення масової питомої теплоти згоряння рідких, твердих, газоподібних різновидів палива.

Вид палива	Од. змін.	Питома теплота згоряння
		МДж	кВт	кКал
Дрова: дуб, береза, ясен, бук, граб	кг	15	4,2	2500
Дрова: модрина, сосна, ялина	кг	15,5	4,3	2500
Вугілля буре	кг	12,98	3,6	3100
Вугілля кам'яне	кг	27,00	7,5	6450
Вугілля деревне	кг	27,26	7,5	6510
Антрацит	кг	28,05	7,8	6700
Пелети дерев'яні	кг	17,17	4,7	4110
Пеллета солом'яна	кг	14,51	4,0	3465
Пеллета з соняшника	кг	18,09	5,0	4320
Тирса	кг	8,37	2,3	2000
Папір	кг	16,62	4,6	3970
Виноградна лоза	кг	14,00	3,9	3345
Природний газ	м 3	33,5	9,3	8000
Зріджений газ	кг	45,20	12,5	10800
Бензин	кг	44,00	12,2	10500
Диз. паливо	кг	43,12	11,9	10300
Метан	м 3	50,03	13,8	11950
Водень	м 3	120	33,2	28700
Гас	кг	43.50	12	10400
Мазут	кг	40,61	11,2	9700
Нафта	кг	44,00	12,2	10500
Пропан	м 3	45,57	12,6	10885
Етилен	м 3	48,02	13,3	11470

З таблиці видно, що найбільші показники ТСТ з усіх речовин, а не тільки газоподібних, має водень. Він відноситься до високоенергетичних видів палива.

Продукт згоряння водню – звичайна вода. У процесі не виділяється топкові шлаки, зола, чадний та вуглекислий газ, що робить речовину екологічно чистою пальним. Але воно вибухонебезпечне та відрізняється низькою щільністю, тому таке паливо складно зріджується та транспортується.

Висновки та корисне відео на тему

Про теплотворність різних порід дерева. Порівняння показників для м 3 і кг.

ТСТ - найважливіша теплова та експлуатаційна характеристика пального. Цей показник використовується у різних сферах людської діяльності: теплових двигунах, електростанціях, промисловості, при обігріві житла та приготуванні їжі.

Значення теплотворності допомагають порівняти різні види палива за ступенем енергії, що виділяється, розрахувати необхідну масу пального, заощадити на витратах.

Є, що доповнити, чи виникли питання щодо теми теплотворності різних видів палива? Можете залишати коментарі до публікації та брати участь в обговореннях – форма для зв'язку знаходиться у нижньому блоці.

У таблицях представлена ​​масова питома теплота згоряння палива (рідкого, твердого та газоподібного) та деяких інших горючих матеріалів. Розглянуто таке паливо, як: вугілля, дрова, кокс, торф, гас, нафту, спирт, бензин, природний газ тощо.

Перелік таблиць:

При екзотермічній реакції окиснення палива його хімічна енергія переходить у теплову з виділенням певної кількості теплоти. Теплову енергію, що утворюється, прийнято називати теплотою згоряння палива. Вона залежить від його хімічного складу, вологості та є основним . Теплота згоряння палива, віднесена на 1 кг маси або 1 м 3 об'єму, утворює масову або об'ємну питому теплоту згоряння.

Питомою теплотою згоряння палива називається кількість теплоти, що виділяється за повного згоряння одиниці маси чи обсягу твердого, рідкого чи газоподібного палива. У Міжнародній системі одиниць ця величина вимірюється Дж/кг або Дж/м 3 .

Питому теплоту згоряння палива можна визначити експериментально або аналітично обчислити.Експериментальні методи визначення теплотворної здатності засновані на практичному вимірюванні кількості теплоти, що виділилася при горінні палива, наприклад калориметрі з термостатом і бомбою для спалювання. Для палива з відомим хімічним складомпитому теплоту згоряння можна визначити за формулою Менделєєва.

Розрізняють найвищу та нижчу питомі теплоти згоряння.Вища теплота згоряння дорівнює максимальній кількості теплоти, що виділяється при повному згорянні палива, з урахуванням тепла витраченого на випаровування вологи, що міститься в паливі. Нижча теплота згоряння менша від значення вищої на величину теплоти конденсації, який утворюється з вологи палива та водню органічної маси, що перетворюється при горінні у воду.

Для визначення показників якості палива, а також у теплотехнічних розрахунках зазвичай використовують нижчу питому теплоту згоряння, яка є найважливішою тепловою та експлуатаційною характеристикою палива та наведена в таблицях нижче.

Питома теплота згоряння твердого палива (вугілля, дров, торфу, коксу)

У таблиці представлені значення питомої теплоти згоряння сухого твердого палива розмірності МДж/кг. Паливо у таблиці розташоване за назвою в алфавітному порядку.

Найбільшою теплотворною здатністю з розглянутих твердих видів палива має коксівне вугілля - його питома теплота згоряння дорівнює 36,3 МДж/кг (або одиницях СІ 36,3·10 6 Дж/кг). Крім того, висока теплота згоряння властива кам'яному вугіллю, антрациту, деревному вугіллю і бурому вугіллю.

До палив з низькою енергоефективністю можна віднести деревину, дрова, порох, фрезторф, горючі сланці. Наприклад, питома теплота згоряння дров становить 8,4...12,5, а пороху - лише 3,8 МДж/кг.

Питома теплота згоряння твердого палива (вугілля, дров, торфу, коксу)

Паливо
Антрацит	26,8…34,8
Гранули (пілети).	18,5
Дрова сухі	8,4…11
Дрова березові сухі	12,5
Кокс газовий	26,9
Кокс доменний	30,4
Напівкокс	27,3
Порох	3,8
Сланець	4,6…9
Сланці горючі	5,9…15
Тверде ракетне паливо	4,2…10,5
Торф	16,3
Торф волокнистий	21,8
Торф фрезерний	8,1…10,5
Торф'яна крихта	10,8
Вугілля буре	13…25
Вугілля буре (брикети)	20,2
Вугілля буре (пил)	25
Вугілля донецьке	19,7…24
Вугілля деревне	31,5…34,4
Вугілля кам'яне	27
Вугілля коксівне	36,3
Вугілля кузнецьке	22,8…25,1
Вугілля челябінське	12,8
Вугілля екібастузьке	16,7
Фрезторф	8,1
Шлак	27,5

Питома теплота згоряння рідкого палива (спирту, бензину, гасу, нафти)

Наведено таблицю питомої теплоти згоряння рідкого палива та деяких інших органічних рідин. Слід зазначити, що високим тепловиділенням при згорянні відрізняються такі палива, як бензин, дизельне паливо і нафта.

Питома теплота згоряння спирту і ацетону значно нижча від традиційних моторних палив. Крім того, відносно низьким значенням теплоти згоряння має рідке ракетне паливо і при повному згорянні 1 кг цих вуглеводнів виділиться кількість теплоти, що дорівнює 9,2 і 13,3 МДж, відповідно.

Питома теплота згоряння рідкого палива (спирту, бензину, гасу, нафти)

Паливо	Питома теплота згоряння, МДж/кг
Ацетон	31,4
Бензин А-72 (ГОСТ 2084-67)	44,2
Бензин авіаційний Б-70 (ГОСТ 1012-72)	44,1
Бензин АІ-93 (ГОСТ 2084-67)	43,6
Бензол	40,6
Дизельне зимове паливо (ГОСТ 305-73)	43,6
Дизельне літнє паливо (ГОСТ 305-73)	43,4
Рідке ракетне паливо (гас + рідкий кисень)	9,2
Гас авіаційний	42,9
Гас освітлювальний (ГОСТ 4753-68)	43,7
Ксилол	43,2
Мазут високосірчистий	39
Мазут малосірчистий	40,5
Мазут низькосірчистий	41,7
Мазут сірчистий	39,6
Метиловий спирт (метанол)	21,1
н-бутиловий спирт	36,8
Нафта	43,5…46
Нафта метанова	21,5
Толуол	40,9
Уайт-спірит (ГОСТ 313452)	44
Етиленгліколь	13,3
Етиловий спирт (етанол)	30,6

Питома теплота згоряння газоподібного палива та горючих газів

Подано таблицю питомої теплоти згоряння газоподібного палива та деяких інших горючих газів у розмірності МДж/кг. З розглянутих газів найбільшою масовою питомою теплотою згоряння відрізняється. За повного згоряння одного кілограма цього газу виділиться 119,83 МДж тепла. Також висока теплотворна здатність має таке паливо, як природний газ — питома теплота згоряння природного газу дорівнює 41…49 МДж/кг (у чистого 50 МДж/кг).

Питома теплота згоряння газоподібного палива та горючих газів (водень, природний газ, метан)

Паливо	Питома теплота згоряння, МДж/кг
1-Бутен	45,3
Аміак	18,6
Ацетилен	48,3
Водень	119,83
Водень, суміш з метаном (50% H 2 і 50% CH 4 масою)	85
Водень, суміш з метаном та оксидом вуглецю (33-33-33% за масою)	60
Водень, суміш з оксидом вуглецю (50% H 2 50% CO 2 масою)	65
Газ доменних печей	3
Газ коксових печей	38,5
Газ зріджений вуглеводневий ЗВГ (пропан-бутан)	43,8
Вибутий	45,6
Метан	50
н-Бутан	45,7
н-Гексан	45,1
н-Пентан	45,4
Попутний газ	40,6…43
Природний газ	41…49
Пропадієн	46,3
Пропан	46,3
Пропілен	45,8
Пропілен, суміш з воднем та окисом вуглецю (90%-9%-1% за масою)	52
Етан	47,5
Етилен	47,2

Питома теплота згоряння деяких горючих матеріалів

Наведено таблицю питомої теплоти згоряння деяких горючих матеріалів ( , деревина, папір, пластик, солома, гума тощо). Слід зазначити матеріали з високим тепловиділенням при згорянні. До таких матеріалів можна віднести: каучук різних типів, пінополістирол (пінопласт), поліпропілен та поліетилен.

Питома теплота згоряння деяких горючих матеріалів

Паливо	Питома теплота згоряння, МДж/кг
Папір	17,6
Дерматін	21,5
Деревина (бруски вологістю 14%)	13,8
Деревина у штабелях	16,6
Деревина дубова	19,9
Деревина ялина	20,3
Деревина зелена	6,3
Деревина соснова	20,9
Капрон	31,1
Карболітові вироби	26,9
Картон	16,5
Каучук бутадієнстирольний СКС-30АР	43,9
Каучук натуральний	44,8
Каучук синтетичний	40,2
Каучук СКС	43,9
Каучук хлоропреновий	28
Лінолеум полівінілхлоридний	14,3
Лінолеум полівінілхлоридний двошаровий	17,9
Лінолеум полівінілхлоридний на повстяній основі	16,6
Лінолеум полівінілхлоридний на теплій основі	17,6
Лінолеум полівінілхлоридний на тканинній основі	20,3
Лінолеум гумовий (релін)	27,2
Парафін твердий	11,2
Пінопласт ПХВ-1	19,5
Пінопласт ФС-7	24,4
Пінопласт ФФ	31,4
Пінополістирол ПСБ-С	41,6
Пінополіуретан	24,3
Плита деревоволокниста	20,9
Полівінілхлорид (ПВХ)	20,7
Полікарбонат	31
Поліпропілен	45,7
Полістирол	39
Поліетилен високого тиску	47
Поліетилен низького тиску	46,7
Гума	33,5
Руберойд	29,5
Сажа канальна	28,3
Сіно	16,7
Соломо	17
Скло органічне (оргскло)	27,7
Текстоліт	20,9
Толь	16
Тротил	15
Бавовна	17,5
Целюлоза	16,4
Вовна та вовняні волокна	23,1

Джерела:

1. ГОСТ 147-2013 Паливо тверде мінеральне. Визначення вищої теплоти згоряння та розрахунок нижчої теплоти згоряння.
2. ГОСТ 21261-91 Нафтопродукти. Метод визначення вищої теплоти згоряння та обчислення нижчої теплоти згоряння.
3. ГОСТ 22667-82 Гази горючі природні. Розрахунковий метод визначення теплоти згоряння, відносної щільності та числа Воббе.
4. ГОСТ 31369-2008 Газ природний. Обчислення теплоти згоряння, густини, відносної густини та числа Воббе на основі компонентного складу.
5. Земський Г. Т. Вогненебезпечні властивості неорганічних та органічних матеріалів: довідник М.: ВНДІПО, 2016 - 970 с.