конспект на тему энергия топлива удельная теплота сгорания

Краткий ответ

При сгорании топлива выделяется энергия за счёт химической реакции окисления. Её считают по формуле:

\[ Q = q \cdot m \]

где \(q\) — удельная теплота сгорания топлива (Дж/кг), \(m\) — масса топлива (кг), \(Q\) — выделившаяся теплота (Дж).

Конспект

1. Почему топливо «даёт энергию» При горении атомы углерода и водорода топлива соединяются с кислородом воздуха. Химические связи перестраиваются, и внутренняя энергия продуктов сгорания оказывается меньше, чем у топлива и кислорода. Разность и выделяется в виде теплоты (и света).

2. Удельная теплота сгорания \(q\) Это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 1 кг топлива (для газов — 1 м³).

Единица измерения: \(\left[q\right] = \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}}\) (для газов — \(\dfrac{\text{Дж}}{\text{м}^{3}}\)).

Значения \(q\) берут из таблиц. Например:

3. Расчёт количества теплоты

\[ Q = q \cdot m \qquad \text{(для газа — } Q = q \cdot V\text{)} \]

Обратные формулы: \(m = \dfrac{Q}{q}\), \(q = \dfrac{Q}{m}\).

4. Закон сохранения энергии при нагревании Если теплоту от сгорания топлива целиком передать воде (без потерь), то

\[ q\,m_{\text{топл}} = c\,m_{\text{воды}}\,\Delta t \]

5. Коэффициент полезного действия На практике часть теплоты уходит с дымом и в окружающую среду, поэтому

\[ \eta = \frac{Q_{\text{полезн}}}{Q_{\text{затр}}} \cdot 100\% \]

Пример с проверкой

Сколько теплоты выделится при полном сгорании 2 кг бензина?

\[ Q = q m = 4{,}6\cdot 10^{7}\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 2\ \text{кг} = 9{,}2\cdot 10^{7}\ \text{Дж} = 92\ \text{МДж} \]

Проверка: размерность \(\frac{\text{Дж}}{\text{кг}}\cdot\text{кг} = \text{Дж}\) — верно; ответ по порядку величины совпадает с табличным значением (46 МДж на каждый килограмм), значит расчёт логичен.

Проверь себя: сколько теплоты дадут 0,5 кг сухих дров? (Ответ: \(5\cdot 10^{6}\) Дж = 5 МДж.)