Питома теплота згоряння

Питома теплота згоряння (q) — кількість теплоти, що виділяється у разі повного згоряння одиниці маси палива:

$q= \frac{Q}{m}$,

де Q — теплота згоряння, m — маса речовини, що згорає.

В СІ питома теплота згоряння вимірюєттьо ься у Дж/кг.

Теплота згоряння

Кількість теплоти, що виділяється при згорянні довільної маси палива, визначається за формулою:

$Q=qm$

де q — питома теплота згоряння, m — маса речовини.

Процес горіння відбувається лише при наявності повітря.

Оскільки теплота є видом енергії, здатної виконувати роботу, то вона в системі СІ виражається спільною для всіх видів енергії одиницею — Джоулем (Дж), який рівний добутку сили 1 Н на шлях 1 м. 1 кал = 4,1868 Дж ≈ 4,19 Дж.

• Вища теплота згоряння — кількість тепла, що виділяється при повному згорянні 1 кг або 1 м³ робочого палива за умови, що водень, який міститься в ньому, згоряє з утворенням води.
• Нижча теплота згоряння — кількість тепла, що виділяється 1 кг або 1 м³ робочого палива, з урахуванням згоряння водню у водяну пару і випаровування вологи палива.

Нижчу теплоту згоряння використовують для підрахунку потреби в паливі і його вартості, при складанні теплових балансів і визначенні ККД установок, що використовують паливо. Для порівняння різних видів палива і підрахунку потреби в пальному введене поняття про умовне паливо та нафтовий еквівалент. Умовне паливо характеризується нижчою теплотою згоряння, рівною 7 000 ккал/кг або 29,33 МДж/кг, нафтовий еквівалент — 10 000 ккал/кг або 41,90 МДж/кг.

Таблиця питомої теплоти згоряння палива (в кДж/кг)

Антрацит Ацетилен Бензин авіаційний Бензин автомобільний Буре вугілля Водень Дизельне паливо Дрова (30% вологості) Кам'яне вугілля Гас

26800-31400 49900 43500-44400 44000 10500 119700 42700 12300 20900-30150 43100

Мазут Метан Порох димний Природний газ Пропан Сланці горючі Солома Спирт етиловий Торф в брикетах Тротил (вибухівка) Етилен

3800-39800 49800 5020 41000-49000 46400 11500 14250 26000 15100 15100 47300

Методи визначення

Визначення теплоти згоряння палива засноване на спаленні його наважки в кисні і поглинанні тепла, що виділилося, водою в калориметрі. Спалення здійснюється в калориметричній бомбі, що являє собою циліндричну товстостінну стальну склянку місткістю близько 300 мл з стальною кришкою, що загвинчується на щільну нарізь.

У залежності від виду палива, при випробуванні його спалюють за одним з вказаних нижче методів.

• Торф, буре, кам'яне вугілля і інші види палива, що піддаються брикетуванню, спалюють у вигляді брикетів.
• Паливо із зольністю понад 35% і небрикетоване (антрацит, кам'яне вугілля, кокс і ін.) спалюють у вигляді порошку.
• Мазут і інші важкі вуглеводні наливають безпосередньо в чашечку для спалювання.
• Легкі нафтопродукти спалюють в спеціальній чашечці з нержавіючої сталі, яка зверху заклеюється спеціально приготованою колодієвою плівкою.
• Визначення теплоти згоряння газу проводять у самоущільненій калориметричній бомбі, в якій 300 мл газу змішують з шестикратним об'ємом кисню і спалюють при тиску 0,8 МПа.
• При спаленні палива в калориметричній бомбі в атмосфері кисню під тиском відбувається окиснення сірки не в SO₂, як це має місце при спаленні на повітрі, а в SO₃, що утворює з водою кислоту H₂SO₄. Крім того, азот палива згоряє в атмосфері кисню в присутності води до HNO₃.
• При підрахунку вищої теплоти згоряння Q_РВ від теплоти згоряння в бомбі Q_б віднімають теплоту утворення сірчаної і азотної кислот.

Див. також

• Питома величина
• Число Воббе
• Питома теплота плавлення
• Питома теплоємність

Література

• В. І. Саранчук, М. О. Ільяшов, В. В. Ошовський, В. С. Білецький. Хімія і фізика горючих копалин. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. — с. 600. ISBN 978-966-317-024-4

Це незавершена стаття з фізики. Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.