Сегодня мы выясним определение понятия «теплота сгорания топлива», установим ее показатели для различных видов топлива и факторы, их формирующие. Топливо выступает в качестве энергоносителя, который при определенных условиях выделяет определенное количество тепловой энергии. Это зависит от содержания в нем окислителя. Химический состав топливной смеси и ее состояние (жидкость или газ) определяют количество выделяемой энергии. Чем больше энергия сгорания топлива, тем меньше его расходуется при стабильном коэффициенте полезного действия. В этом случае теплота сгорания делится на высшую и низшую (в зависимости от количества затраченной энергии и количества влаги).

Теплота сгорания: Основной показатель энергии

Теплота сгорания топлива является основным показателем энергии, определяющим общее количество сгоревшего топлива и выделившейся из него энергии. Она измеряется с помощью обозначений «Дж/м3» и «Дж/л». Для сравнения теплотворной способности различных видов топлива используется минимальное значение теплоты сгорания — 29 308 кДж/кг. Важно помнить, что теплота сгорания зависит от целого ряда параметров, таких как влажность, содержание серы и золы.

Тепло, выделяющееся при сгорании бензина

Энергия, выделяемая при сгорании бензина, в целом одинакова для всех типов бензина. Она составляет от 43,5 до 44,5 кДж/кг и не зависит от октанового числа бензина. Содержание водорода в топливе, как правило, снижает значение тепловой энергии, так как он может связываться с кислородом и образовывать воду.

Теплота сгорания керосина

Точно оценить теплоту сгорания керосина невозможно, так как процентное содержание додекана, тридекана, тетрадекана и пентадекана в каждой партии топлива может быть различным. Так, для разных групп теплота сгорания керосина составляет 43000 ± 1000 кДж/кг, что определяется характеристиками нефти. Однако на теплоту влияют плотность и вязкость керосина, на которые воздействуют внешние температуры. Замечено, что удельная теплоемкость значительно возрастает в более теплых условиях.

Теплота сгорания дизельного топлива

НаЭффективностьдвигателей при использовании дизельного топлива влияетТеплота сгорания. Этот фактор указывает на количество потребляемого топлива и производительность двигателя. Если выделяемая энергия высока, то расход топлива снижается и двигатель работает более эффективно.

Теплота сгорания дизельного топлива определяется содержанием в немВоды и серы. ПоэтомуСоставдизельного топлива является регулируемым. Обычно теплота сгорания находится в диапазоне от 39 200 до 43 300 кДж/кг в зависимости от типа используемого масла.

Использование источников тепла

Люди используют тепло в различных сферах деятельности: для обогрева жилья, приготовления пищи, плавления металлов с целью получения энергии. Первые люди, разводившие огонь, для получения тепла и света полагались на горючие материалы, такие как дерево. Топливо — это любой материал, который при сгорании выделяет энергию.

Виды топлива

Существует четыре вида топлива: твердое, жидкое, газообразное и ядерное. Последнее работает иначе, чем три других, о чем мы рассказывали в отдельной статье о ядерных реакторах.

Твердое топливо

Это древесина, горючие сланцы, уголь и торф. Первые три вида топлива являются продуктами разложения органических веществ растений. Торф является наиболее поздним и представляет собой плотную смесь разложившихся болотных растений. Бурый уголь — это темное однородное вещество, которое окисляется и разрушается под воздействием воздуха. Сланец — минерал, выделяющий смолу. Каменный уголь обладает большей прочностью и меньшей пористостью.

Виды топлива

Если говорить о топливе, то двумя основными видами являются жидкое и газообразное. Жидким топливом может быть, например, бензин или нефть. Газообразное топливо обычно представляет собой смесь водорода и монооксида углерода.

Состав

В состав горючей части топлива всегда входят углерод, кислород, водород, сера и азот. Кислород, соединяясь с углеродом или водородом, уменьшает количество тепла, выделяющегося при сгорании. Азот выделяется без окисления в продуктах сгорания. Сера, напротив, является загрязнителем, выделяющим при горении в 4 раза меньше тепла по сравнению с углеродом.

Тепловыделение и сгорание топлива

Энергетическая ценность топлива может быть определена с помощью его удельной теплоты сгорания. Эта величина используется в формуле для определения количества тепла, выделяемого при сгорании топлива. Уравнение имеет вид:Q = q*m, где Q — количество выделившегося тепла в джоулях, q — удельная теплота сгорания в джоулях на кубический метр, m — масса топлива в килограммах. Удельная теплота сгорания — это величина, показывающая количество энергии, выделяемой при сгорании 1 кг топлива.