Конспект уроку: Енергія палива. Коефіцієнт корисної дії (ККД) нагрівника

Теплота згорання палива

Давно відомо, що головним джерелом енергії, котра широко використовується в промисловості, у сільському господарстві, на транспорті, в побуті, є паливо. При горінні палива виділяється теплова енергія. З’ясуємо, як відбувається цей процес.

Що таке горіння? Горіння - особливий вид хімічної реакції окислення, котра супроводжується виділенням тепла і світла.

Тепловий ефект горіння пояснюється виділенням енергії в процесі утворення нових молекул. Так, під час хімічної реакції горіння природного газу, тобто взаємодії молекул метану СН4 з молекулами кисню О2 утворюються молекули карбону (вуглецю) С02 та води Н20 і виділяється теплова енергія.

Щоб запалити будь-яку речовину у повітрі, для початку потрібно її нагріти до якоїсь певної температури, тобто температури займання. В різних речовин вона є різною.

Так, наприклад, фосфор займається за температури приблизно 40 °С, сірка - 270 °С, а вугілля-350°С.

Теплота, котра виділяється під час горіння, підтримує температуру речовини вищою за температуру займання і горіння, розпочавшись, самопідтримується.

Є різні види палива: тверде (дрова, вугілля, сланці, торф); рідке (бензин, гас, дизельне пальне, спирт та ін.); газоподібне (метан, пропан, бутан, ацетилен та ін.). Оскільки будова молекул цих речовин різна, то природно, що вони мають різну теплотворну здатність. Для характеристики теплотворної здатності різних видів палива введено фізичну величину, яку звуть питомою теплотою згоряння палива.

Питомою теплотою згоряння палива - це фізична величина, яка показує, котра кількість теплоти виділяється за повного згоряння 1 кг даного виду палива.

Питома теплота згоряння позначається q.

Одиницею її вимірювання є Дж/кг.

Загальна кількість теплоти Q. Що виділяється при згорянні m кг палива, обчислюється за формулою:

Q = q • m

Важливо знати, що для припинення горіння речовину, що горить, потрібно охолодити до температури, що нижча від температури займання, чи припинити доступ кисню. Ці обидва способи застосовують під час гасіння пожежі водою. Якщо вода потрапляє на джерело вогню, вона випаровується і відбирає від тіл, що горять, теплоту, їх температура різко зменшується. Водяна пара, що утворюється, утруднює доступ кисню і горіння припиняється.

Оскільки вода є електропровідною речовиною, її не можна використовувати для гасіння пожежі, викликаної несправностями електричних мереж. Тому використовують порошкові та піноутворюючі вогнегасники. Під час їхньої роботи виділяється вуглекислий газ С02, який змішується з спеціальним порошком або піноутворюючою речовиною і перешкоджає доступу кисню із повітря до джерела вогню.