Енергія палива

Всім відомо, що в нашому житті величезну роль відіграє використання палива. Паливо застосовують практично в будь-якій галузі сучасної промисловості. Особливо часто застосовується паливо, отримане з нафти: бензин, гас, соляр та інші. Також застосовують горючі гази (метан та інші).

Звідки береться енергія у палива
Відомо, що молекули складаються з атомів. Для того, щоб розділити яку або молекулу (наприклад, молекулу води) на складові її атоми, потрібно затратити енергію (на подолання сил тяжіння атомів). Досліди показують, що при з’єднанні атомів в молекулу (це і відбувається при спалюванні палива) енергія, навпаки, виділяється.

Як відомо, існує ще й ядерне паливо, але ми не будемо тут говорити про нього.

При згорянні палива виділяється енергія. Найчастіше це теплова енергія. Досліди показують, що кількість виділилася енергії прямо пропорційно кількості згорілого палива.

Питома теплота згоряння
Для розрахунку цієї енергії використовують фізичну величину, звану питома теплота згоряння палива. Питома теплота згоряння палива показує, яка енергія виділяється при згорянні одиничної маси палива.

Її позначають латинською буквою q. В системі СІ одиниця виміру цієї величини Дж/кг. Зазначимо, що кожне паливо має власну питому теплоту згоряння. Ця величина виміряна практично для всіх видів палива і при вирішенні завдань визначається за таблицями.

Наприклад, питома теплота згоряння бензину 46000000 Дж/кг, гасу така ж, етилового спирту 27000000 Дж/кг. Неважко зрозуміти, що енергія, що виділилася при згоранні палива, дорівнює добутку маси цього палива і питомої теплоти згорання палива:

Q = q*m

Розглянемо приклади
Розглянемо приклад. 10 грамів етилового спирту згоріло в спиртівці за 10 хвилин. Знайдіть потужність спиртівки.

Рішення. Знайдемо кількість теплоти, що виділилася при згоранні спирту:

Q = q*m ; Q = 27000000 Дж/кг*10 г = 27000000 Дж/кг*0,01 кг = 270000 Дж.

Знайдемо потужність спиртівки:

N = Q/t = 270000 Дж/10 хв = 270000 Дж/600 з = 450 Вт

Розглянемо більш складний прімер. Алюмініевую каструлю масою m1, заповнену водою масою m2, нагріли за допомогою примусу від температури t1 до температури t2 (00С < t1 < t2

Рішення.

Знайдемо кількість теплоти, отримане алюмінієм:

Q1 = c1*m1*(t1 t2) ;

Знайдемо кількість теплоти, отримане водою:

Q2 = c2*m2*(t1 t2) ;

Знайдемо кількість теплоти, отримане каструлею з водою:

Q3 = Q1 + Q2 ;

Знайдемо кількість теплоти, віддане згорілим бензином:

Q4 = Q3/k*100 = (Q1 + Q2)/k*100 =

(c1*m1*(t1 t2) + c2*m2*(t1 t2))/k*100;

Знайдемо масу згорілого бензину:

M = Q4/q = (c1*m1*(t1 t2) + c2*m2*(t1 t2))/k*100/q

Відповідь: маса згорілого бензину дорівнює

(c1*m1*(t1 t2) + c2*m2*(t1 t2))/k*100/q.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Енергія палива