Теплота сгорания топлива что это такое

Теплота сгорания топлива — это показатель количества тепловой энергии, выделяемой при сгорании топлива. Она зависит от содержания окислителя в топливной смеси, а также от ее химического состава и состояния. Эта теплота классифицируется как высшая или низшая, в зависимости от количества затраченной энергии и количества влаги в топливе. Сегодня мы рассмотрим, что такое теплота сгорания, каковы ее показатели для различных видов топлива и какие факторы на них влияют. В конечном итоге, чем выше теплота сгорания, тем меньше топлива расходуется при той же эффективности.

Теплота сгорания топлива

Теплота сгорания топлива является основной мерой энергии и определяет количество сожженного топлива и полученной энергии. Она измеряется в единицах «Дж/ м3» и «Дж/л». Для сравнения различных видов топлива используется минимальное значение теплоты сгорания (29 308 кДж/кг). Важно учитывать, что теплота сгорания зависит от различных критериев, таких как влажность, содержание серы, зольность.

Теплота сгорания бензина

Энергетическая мощность бензина, независимо от его марки, весьма постоянна и обычно находится в пределах 43,5–44,5 кДж/кг. Октановое число бензина не влияет на эти показатели, поскольку они определяются составом топлива. Однако наличие водорода в составе топлива снижает его теплотворную способность, так как он связывается с кислородом и образует влагу.

Теплота сгорания керосина

Точное измерение теплоты сгорания керосина затруднено из-за неодинакового состава додекана, тридекана, тетрадекана и пентадекана в каждой партии. Поэтому теплота сгорания для этих групп оценивается в 43000 ± 1000 кДж/кг. Это значение получено на основе физических свойств нефти. Кроме того, на теплоту сгорания влияют плотность и вязкость керосина, которые, в свою очередь, зависят от внешней температуры. При повышении температуры теплота сгорания резко возрастает.

Теплота сгорания дизельного топлива

Движущей силой, определяющей работу двигателя при использовании дизельного топлива, является теплота сгорания. Она задает планку расхода топлива и экономичности, и при большем количестве выделяемой энергии расход топлива уменьшается, а мощность увеличивается. Однако теплота сгорания дизельного топлива зависит от количества содержащихся в нем воды и серы, поэтому состав топлива регулируется. Как правило, теплота сгорания составляет от 39 200 до 43 300 кДж/кг в зависимости от используемого в производстве масла.

Источники тепла и света

Тепло и свет необходимы человеку для различных жизненных процессов, таких как отопление жилья, приготовление пищи, выплавка металлов и выработка электроэнергии. Для их получения мы используем топливо. Даже в ранние времена, когда человек впервые обнаружил огонь, в качестве топлива использовалось дерево. Топливо — это любой материал, при горении которого выделяется энергия.

Виды топлива

Существует четыре класса топлива: твердое, жидкое, газообразное и ядерное. Последнее отличается тем, что имеет иной механизм получения энергии, описанный в статье о ядерном реакторе.

Твердое топливо

Источниками твердого топлива являются древесина, горючие сланцы, уголь и торф. Ископаемое топливо (за исключением сланцев) является продуктом разложения органических веществ в растениях. Наиболее молодым является торф, представляющий собой плотную смесь разложившихся болотных растений. Следующим по возрасту является бурый уголь, представляющий собой темную однородную окисляющуюся массу, разрушающуюся на свежем воздухе. Сланцы — это минералы, выделяющие смолу, а каменный уголь — более прочный и менее пористый материал.

Жидкое топливо

Жидкое топливо, например бензин или нефть, состоит из горючих компонентов: углерода, кислорода, водорода, серы и азота. Кислород в сочетании с углеродом или водородом уменьшает количество тепла, выделяемого при сгорании. Азот, напротив, не окисляется и переходит в продукты сгорания. Сера, являющаяся примесью, выделяет в 4 раза меньше тепла при сгорании, чем углерод.

Тепловыделение при сгорании топлива

Энергия, выделяемая при сгорании топлива, определяется удельной теплотой сгорания. Это число используется в формуле для определения количества тепла, выделяемого при сгорании 1 кг топлива. Уравнение выглядит следующим образом: Q = q*m, где Q — количество выделившегося тепла [Дж], q — удельная теплота сгорания [Дж/м3], m — масса [кг]. Удельная теплота сгорания — это величина, показывающая количество энергии, которое выделится при сгорании 1 кг топлива.