Какое количество теплоты выделится при сгорании топливной смеси состоящей из 4 кг сухой древесины и 2 кг древесного угля

Задача: определить количество теплоты Q, выделившейся при полном сгорании смеси из 4 кг сухой древесины и 2 кг древесного угля.

Пояснение к методике

• Мы используем энергетику сгорания (калоризатор): Q = m1·LHV1 + m2·LHV2, где LHV —_lower heating value, т.е. нижняя теплота сгорания (с учетом потерь на воду в горении).
• Значения LHV зависят от топлива. Для учебных расчетов обычно берут распространенные приближенные значения:
  • сухая древесина: LHV ≈ 18 МДж/кг
  • древесный уголь (древесный уголь): LHV ≈ 30 МДж/кг
• Важно: можно приводить и диапазон, если используют другие значения (HHV — высшая теплота сгорания). Ниже приведены оба варианта для полноты картины.

Расчеты (вариант с LHV)

1. Древесина: m_дерево = 4 кг LHV_дерево ≈ 18 МДж/кг Q_дерево = 4 кг × 18 МДж/кг = 72 МДж

2. Древесный уголь: m_уголь = 2 кг LHV_уголь ≈ 30 МДж/кг Q_уголь = 2 кг × 30 МДж/кг = 60 МДж

3. Суммарное тепло: Q_total = Q_дерево + Q_уголь = 72 МДж + 60 МДж = 132 МДж

4. В килоджоулях: Q_total = 132 МДж = 132 000 кДж

Расчетный средний тепловой эффект на смесь

• Масса смеси: 4 кг + 2 кг = 6 кг
• Средний Q на кг: 132 МДж / 6 кг ≈ 22 МДж/кг

Уточнение (вариант с HHV)

• Если взять высшую теплото сгорания (HHV):
  • дерево ≈ 20 МДж/кг
  • уголь ≈ 33 МДж/кг Тогда: Q_total_HHV = 4×20 + 2×33 = 80 + 66 = 146 МДж В килоджолях: 146 000 кДж Средний на кг: 146 МДж / 6 кг ≈ 24.3 МДж/кг

Итог

• При использовании обычного варианта LHV (дерево 18 МДж/кг, уголь 30 МДж/кг): Q ≈ 132 МДж (около 132000 кДж).
• При использовании HHV (дерево ~20 МДж/кг, уголь ~33 МДж/кг): Q ≈ 146 МДж.

Примечание

• Реальные значения зависят от состава древесины, степени сушки, влажности и качества угля. В учебных задачах часто делают явные допущения и указывают диапазон значений.