Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов
Представлена таблица удельной теплоты сгорания газообразного топлива и некоторых других горючих газов в размерности МДж/кг. Из рассмотренных газов наибольшей массовой удельной теплотой сгорания отличается водород. При полном сгорании одного килограмма этого газа выделится 119,83 МДж тепла. Также высокой теплотворной способностью обладает такое топливо, как природный газ — удельная теплота сгорания природного газа равна 41…49 МДж/кг (у чистого метана 50 МДж/кг).
| Топливо | Удельная теплота сгорания, МДж/кг |
|---|---|
| 1-Бутен | 45,3 |
| Аммиак | 18,6 |
| Ацетилен | 48,3 |
| Водород | 119,83 |
| Водород, смесь с метаном (50% H2 и 50% CH4 по массе) | 85 |
| Водород, смесь с метаном и оксидом углерода (33-33-33% по массе) | 60 |
| Водород, смесь с оксидом углерода (50% H2 50% CO2 по массе) | 65 |
| Газ доменных печей | 3 |
| Газ коксовых печей | 38,5 |
| Газ сжиженный углеводородный СУГ (пропан-бутан) | 43,8 |
| Изобутан | 45,6 |
| Метан | 50 |
| н-Бутан | 45,7 |
| н-Гексан | 45,1 |
| н-Пентан | 45,4 |
| Попутный газ | 40,6…43 |
| Природный газ | 41…49 |
| Пропадиен | 46,3 |
| Пропан | 46,3 |
| Пропилен | 45,8 |
| Пропилен, смесь с водородом и окисью углерода (90%-9%-1% по массе) | 52 |
| Этан | 47,5 |
| Этилен | 47,2 |
Что такое формула Джоуля?
В форме уравнения: работа (джоули) = сила (ньютоны) x расстояние (метры),… Один джоуль определяется как количество работы, выполненной при приложении силы в один ньютон на расстоянии одного метра.
Как рассчитать джоули? Форма неравенства: работа (джоули) = сила (ньютоны) x расстояние (метры), где джоуль — это единица работы, как определено в следующем абзаце. На практике даже небольшая сила может сделать много работы, если приложить ее на большом расстоянии.
Сколько Дж в кг?
| Перевод из Дж в кг | |
|---|---|
| Преобразование уравнения: | (1 д)/с 2 = х кг х = 1 / {с 2 } |
| Значение коэффициента преобразования: | х = 1.112 650 056… х 10 – 17 |
| Ваше входное значение: | 1.000 000 000 000 00… Дж |
| Ваша преобразованная ценность: | 1.112 650 056 053 62 10… x XNUMX – 17 kg |
Что такое 200 джоулей в кг? 200 Дж равны 2039.432426 Kilogram-силовой сантиметр.
Сколько ньютонов в 60 кг?
Например, на Земле, где ускорение свободного падения составляет 9.8 м/с.2, человек массой 60 кг весит 588 ньютонов (132 lbs).
Что такое джоулевые измерения? Единицы и размеры
| Количество | Размеры | Ед. изм |
|---|---|---|
| энергетика | джоуль | |
| количество тепла | джоуль | |
| Работа | джоуль | |
| мощностью | ватт |
Что такое ньютон единица СИ?
Ньютон, абсолютная единица силы в Международной системе единиц (единицы СИ), сокращенно Н. Она определяется как сила, необходимая для обеспечения массы в один килограмм с ускорением один метр в секунду в секунду.
Как перевести джоули в ньютоны? 1 джоуль равен 1 ньютон-метру. Отношение джоулей к ньютон-метрам составляет 1:1. Если вам нужно преобразовать любое число из джоулей в ньютоны, все, что вам нужно сделать, это умножьте на 1.
Как найти джоули в химии?
Формулы
- → джоули = граммы * c * ΔT.
- T = температура в ºC или кельвинах.
- Удельная теплоемкость с зависит от нагреваемого материала. Его единицы джоулей / граммºC .
Как преобразовать N в J? Чтобы перевести любое число из ньютонов в джоули, умножьте число на 1. Отношение ньютонов к джоулям на метр составляет 1:1. Например, вы хотите преобразовать силу в 9.6 ньютона в джоули на метр. Умножьте 9.6 на 1, и вы получите 9.6 джоулей на метр.
Какая формула энергии?
Обзор работы, энергии и мощности
| Что такое работа, энергия и сила? | |
|---|---|
| Работа | |
| Энергия | |
| Определение | Энергия определяется как способность совершать работу. |
| Формула | Энергия, запасенная в объекте из-за его положения и высоты, известна как потенциальная энергия и определяется по формуле: PE = mgh |
Как перевести кДж в кг? Укажите ниже значения для преобразования килограмм/джоуль [кг/Дж] в килограмм/килоджоуль [кг/кДж] или наоборот. … Килограмм / джоуль в Килограмм / килоджоуль Таблица преобразования.
| Килограмм / джоуль [кг / Дж] | Килограмм / килоджоуль [кг / кДж] |
|---|---|
| 0.01 кг / Дж | 10 кг / кДж |
| 0.1 кг / Дж | 100 кг / кДж |
| 1 кг / Дж | 1000 кг / кДж |
| 2 кг / Дж | 2000 кг / кДж |
Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса)
В таблице представлены значения удельной теплоты сгорания сухого твердого топлива в размерности МДж/кг. Топливо в таблице расположено по названию в алфавитном порядке.
Наибольшей теплотворной способностью из рассмотренных твердых видов топлива обладает коксующийся уголь — его удельная теплота сгорания равна 36,3 МДж/кг (или в единицах СИ 36,3·106 Дж/кг). Кроме того высокая теплота сгорания свойственна каменному углю, антрациту, древесному углю и углю бурому.
К топливам с низкой энергоэффективностью можно отнести древесину, дрова, порох, фрезторф, горючие сланцы. Например, удельная теплота сгорания дров составляет 8,4…12,5, а пороха — всего 3,8 МДж/кг.
| Топливо | Удельная теплота сгорания, МДж/кг |
|---|---|
| Антрацит | 26,8…34,8 |
| Древесные гранулы (пиллеты) | 18,5 |
| Дрова сухие | 8,4…11 |
| Дрова березовые сухие | 12,5 |
| Кокс газовый | 26,9 |
| Кокс доменный | 30,4 |
| Полукокс | 27,3 |
| Порох | 3,8 |
| Сланец | 4,6…9 |
| Сланцы горючие | 5,9…15 |
| Твердое ракетное топливо | 4,2…10,5 |
| Торф | 16,3 |
| Торф волокнистый | 21,8 |
| Торф фрезерный | 8,1…10,5 |
| Торфяная крошка | 10,8 |
| Уголь бурый | 13…25 |
| Уголь бурый (брикеты) | 20,2 |
| Уголь бурый (пыль) | 25 |
| Уголь донецкий | 19,7…24 |
| Уголь древесный | 31,5…34,4 |
| Уголь каменный | 27 |
| Уголь коксующийся | 36,3 |
| Уголь кузнецкий | 22,8…25,1 |
| Уголь челябинский | 12,8 |
| Уголь экибастузский | 16,7 |
| Фрезторф | 8,1 |
| Шлак | 27,5 |
Задача №8
Воду, имеющую температуру $10 \degree C$, нагревают до $90 \degree C$, пропуская через нее водяной пар, температура которого $100 \degree C$. Во сколько раз увеличится масса воды? Потерями теплоты пренебречь.
Дано:$t_в = 10 \degree C$$t = 90 \degree C$$t_п = 100 \degree C$$L = 2.3 \cdot 10^6 \frac{Дж}{кг}$$c = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$
$\frac{m_в + m_п}{m_в} — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:Водяной пар будет конденсироваться и выделять энергию. Эта энергия пойдет на нагревание воды.
При этом сконденсированный водяной пар в виде жидкости остается там же, смешиваясь с изначальной водой. В итоге, масса воды будет увеличиваться:$m = m_в + m_п$.
Обратите внимание, что после того, как пар превратится в жидкость, ее температура все еще будет равна $100 \degree C$. Она будет охлаждаться, передавая энергию изначальной массе воды для ее нагревания
Итак, энергия выделившаяся при конденсации пара и дальнейшем охлаждении жидкости пойдет на нагревание изначальной массы воды. Тогда уравнение для теплообмена, происходящего между водой и паром можно записать в следующем виде:$Q_1 + Q_2 = Q_3$.
Энергия, выделившаяся при конденсации пара:$Q_1 = Lm_п$.
Энергия, выделившаяся при остывании воды:$Q_2 = cm_п (t_п — t)$.
Энергия, которую необходимо затратить на нагревание изначальной массы воды:$Q_3 = cm_в (t — t_в)$.Обратите внимание, что, составляя уравнение для теплообмена, мы уже учли, какая энергия выделяется, а какая — потребляется. Поэтому разница температур здесь запишется как $t_в — t$, ведь знак “минус” мы уже учли выше
Подставим эти в формулы в уравнение теплообмена:$Lm_п + cm_п (t_п — t) = cm_в (t — t_в)$.
Отделим множители $m_п$ и $m_в$:$m_п (L + c(t_п — t)) = cm_в (t — t_в)$,$\frac{m_п}{m_в} \cdot (L + c(t_п — t)) = c(t — t_в)$,$\frac{m_п}{m_в} = \frac{c(t — t_в)}{L + c(t_п — t)}$.
Теперь используем простой математический прием. Добавим единицу к левой и правой части нашего уравнения:$1 + \frac{m_п}{m_в} = 1 + \frac{c(t — t_в)}{L + c(t_п — t)}$.Выполним сложение в левой части уравнения:$\frac{m_в + m_п}{m_в} = 1 + \frac{c(t — t_в)}{L + c(t_п — t)}$.
У нас получилось соотношение, которое показывает во сколько раз увеличилась масса воды. Рассчитаем его:$\frac{m_в + m_п}{m_в} = 1 + \frac{4200 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C} \cdot (100 \degree C — 90 \degree C)}{2.3 \cdot 10^6 \frac{Дж}{кг} + 4200 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C} \cdot (100 \degree C — 90 \degree C)} = 1+ \frac{42 \cdot 10^3 \frac{Дж}{кг}}{2.3 \cdot 10^6 \frac{Дж}{кг} + 0.042 \cdot 10^6 \frac{Дж}{кг}} = 1 + \frac{42 \cdot 10^3 \frac{Дж}{кг}}{2.342 \cdot 10^6 \frac{Дж}{кг}} \approx 1 + 0.02 \approx 1.2$.
Т.е. масса воды после нагревания ее паром, увеличилась в 1.2 раза.
Ответ: $\frac{m_в + m_п}{m_в} \approx 1.2$.
Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов
Приведена таблица удельной теплоты сгорания некоторых горючих материалов (стройматериалы, древесина, бумага, пластик, солома, резина и т. д.). Следует отметить материалы с высоким тепловыделением при сгорании. К таким материалам можно отнести: каучук различных типов, пенополистирол (пенопласт), полипропилен и полиэтилен.
| Топливо | Удельная теплота сгорания, МДж/кг |
|---|---|
| Бумага | 17,6 |
| Дерматин | 21,5 |
| Древесина (бруски влажностью 14 %) | 13,8 |
| Древесина в штабелях | 16,6 |
| Древесина дубовая | 19,9 |
| Древесина еловая | 20,3 |
| Древесина зеленая | 6,3 |
| Древесина сосновая | 20,9 |
| Капрон | 31,1 |
| Карболитовые изделия | 26,9 |
| Картон | 16,5 |
| Каучук бутадиенстирольный СКС-30АР | 43,9 |
| Каучук натуральный | 44,8 |
| Каучук синтетический | 40,2 |
| Каучук СКС | 43,9 |
| Каучук хлоропреновый | 28 |
| Линолеум поливинилхлоридный | 14,3 |
| Линолеум поливинилхлоридный двухслойный | 17,9 |
| Линолеум поливинилхлоридный на войлочной основе | 16,6 |
| Линолеум поливинилхлоридный на теплой основе | 17,6 |
| Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе | 20,3 |
| Линолеум резиновый (релин) | 27,2 |
| Парафин твердый | 11,2 |
| Пенопласт ПХВ-1 | 19,5 |
| Пенопласт ФС-7 | 24,4 |
| Пенопласт ФФ | 31,4 |
| Пенополистирол ПСБ-С | 41,6 |
| Пенополиуретан | 24,3 |
| Плита древесноволокнистая | 20,9 |
| Поливинилхлорид (ПВХ) | 20,7 |
| Поликарбонат | 31 |
| Полипропилен | 45,7 |
| Полистирол | 39 |
| Полиэтилен высокого давления | 47 |
| Полиэтилен низкого давления | 46,7 |
| Резина | 33,5 |
| Рубероид | 29,5 |
| Сажа канальная | 28,3 |
| Сено | 16,7 |
| Солома | 17 |
| Стекло органическое (оргстекло) | 27,7 |
| Текстолит | 20,9 |
| Толь | 16 |
| Тротил | 15 |
| Хлопок | 17,5 |
| Целлюлоза | 16,4 |
| Шерсть и шерстяные волокна | 23,1 |
- Абрютин А. А. и др. Тепловой расчет котлов. Нормативный метод.
- ГОСТ 147-2013 Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и расчет низшей теплоты сгорания.
- ГОСТ 21261-91 Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания.
- ГОСТ 22667-82 Газы горючие природные. Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе.
- ГОСТ 31369-2008 Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава.
- Земский Г. Т. Огнеопасные свойства неорганических и органических материалов: справочник М.: ВНИИПО, 2016 — 970 с.
Определение теплового эффекта химической реакции
В процессе химической реакции связи в исходных веществах разрываются и образуются новые связи, благодаря чему образуются новые вещества — продукты реакции. Разрыв связи протекает с поглощением энергии, а образование — с выделением, то есть химические реакции сопровождаются энергетическими эффектами.
Как правило, энергия выделяется или поглощается в виде теплоты, поэтому мы говорим, что протекание химической реакции сопровождается тепловым эффектом.
Тепловой эффект химической реакции — это количество теплоты, которое поглощается или выделяется в результате протекания химической реакции.
Если исходные вещества были менее устойчивыми (поглощается небольшое количество энергии), а образуются устойчивые (выделяется большое количество энергии), то в результате химической реакции выделяется тепловой эффект.
И наоборот, образование более устойчивых веществ из менее устойчивых сопровождается поглощением теплоты.
Рассмотрим эти процессы на рисунке:
В зависимости от того, выделяется или поглощается теплота, различают два типа химических реакций: экзотермические и эндотермические.
Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова
Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков
Получить
Удельная теплота сгорания жидкого топлива (спирта, бензина, керосина, нефти)
Приведена таблица удельной теплоты сгорания жидкого топлива и некоторых других органических жидкостей. Следует отметить, что высоким тепловыделением при сгорании отличаются такие топлива, как: бензин, авиационный керосин, дизельное топливо и нефть.
Удельная теплота сгорания спирта и ацетона существенно ниже традиционных моторных топлив. Кроме того, относительно низким значением теплоты сгорания обладает жидкое ракетное топливо и этиленгликоль — при полном сгорании 1 кг этих углеводородов выделится количество теплоты, равное 9,2 и 13,3 МДж, соответственно.
| Топливо | Удельная теплота сгорания, МДж/кг |
|---|---|
| Ацетон | 31,4 |
| Бензин А-72 (ГОСТ 2084-67) | 44,2 |
| Бензин авиационный Б-70 (ГОСТ 1012-72) | 44,1 |
| Бензин АИ-93 (ГОСТ 2084-67) | 43,6 |
| Бензол | 40,6 |
| Дизельное топливо зимнее (ГОСТ 305-73) | 43,6 |
| Дизельное топливо летнее (ГОСТ 305-73) | 43,4 |
| Жидкое ракетное топливо (керосин + жидкий кислород) | 9,2 |
| Керосин авиационный | 42,9 |
| Керосин осветительный (ГОСТ 4753-68) | 43,7 |
| Ксилол | 43,2 |
| Мазут высокосернистый | 39 |
| Мазут малосернистый | 40,5 |
| Мазут низкосернистый | 41,7 |
| Мазут сернистый | 39,6 |
| Метиловый спирт (метанол) | 21,1 |
| н-Бутиловый спирт | 36,8 |
| Нефть | 43,5…46 |
| Нефть метановая | 21,5 |
| Толуол | 40,9 |
| Уайт-спирит (ГОСТ 313452) | 44 |
| Этиленгликоль | 13,3 |
| Этиловый спирт (этанол) | 30,6 |
Сколько джоулей в грамме?
Таблица преобразования джоулей в грамм-силы-метры
| Джоуль | Грамм-сила метр |
|---|---|
| 1 J | 101.9716213009 гс*м |
| 2 J | 203.9432426019 гс * м |
| 3 J | 305.9148639028 гс * м |
| 5 J | 509.8581065047 гс * м |
Сколько энергии содержится в кДж?
Килоджоуль — это единица измерения энергии, точно так же, как километры измеряют расстояние. Энергия пищи раньше измерялась в калориях (Cal), и некоторые страны до сих пор используют эти единицы. Преобразования следующие: 1 кДж = 0.2 кал.
Как перевести джоули в киловатты? Чтобы перевести джоуль в киловатт-час, разделите энергию на коэффициент преобразования. Энергия в киловатт-часах равна делению джоулей на 3,600,000 XNUMX XNUMX.
КДж кг — это то же самое, что и кВт?
Укажите значения ниже, чтобы перевести килоджоуль на килограмм [кДж / кг] в грамм / киловатт / час или наоборот. … Килоджоуль на килограмм в Грамм на киловатт в час Таблица преобразования.
| Килоджоуль на килограмм [кДж / кг] | Грамм / киловатт / час |
|---|---|
| 50 кДж / кг | 72000 грамм / киловатт / час |
| 100 кДж / кг | 36000 грамм / киловатт / час |
| 1000 кДж / кг | 3600 грамм / киловатт / час |
Практика
Рассмотрим несколько термохимических расчетов для типовых заданий.
Задача 1
Рассчитайте количество теплоты, выделившейся в результате реакции образования метана, термохимическое уравнение которой —
C(тв) + 2H2 (г) = CH4 (г) + 76 кДж,
из: а) 0,3 моля углерода; б) 2,4 г углерода; в) 2,24 л водорода.
Решение.
Важно помнить, что количество теплоты, которая выделяется в результате реакции, пропорционально количеству вещества, вступившего в реакцию. а) Из термохимического уравнения видно, что при взаимодействии 1 моля С выделяется 76 кДж, тогда при взаимодействии 0,3 моля С выделяется x кДж
а) Из термохимического уравнения видно, что при взаимодействии 1 моля С выделяется 76 кДж, тогда при взаимодействии 0,3 моля С выделяется x кДж.
Составим уравнение и решим его:
1 моль × х = 76 кДж × 0,3 моля;
.
б) Для начала найдем количество вещества прореагировавшего углерода. Для этого разделим его массу m на молярную массу M:
.
Молярная масса углерода равна 12 г/моль (значение из таблицы Менделеева).
Тогда .
В соответствии с термохимическим уравнением при взаимодействии 1 моля С выделяется 76 кДж, тогда при взаимодействии 0,2 моля выделяется х кДж.
Данной пропорции соответствует уравнение:
1 моль × х = 76 кДж × 0,2 моля;
.
в) Для начала найдем количество вещества вступившего в реакцию водорода. Для этого разделим его объем V на молярный объем Vm:
.
Молярный объем любого вещества равен 22,4 л/моль.
Тогда .
В соответствии с термохимическим уравнением при взаимодействии 2 молей H выделяется 76 кДж, тогда при взаимодействии 0,1 моля выделяется х кДж.
Данной пропорции соответствует уравнение:
1 моль × х = 76 кДж × 0,1 моля;
.
Задача 2
В результате реакции, термохимическое уравнение которой —
2H2 (г) + O2 (г) = 2H2O (г) + 484 кДж,
выделилось 1 360 кДж. Вычислите: а) объем (н. у.) вступившего в реакцию кислорода; б) массу образовавшейся воды.
Решение.
а) В соответствии с термохимическим уравнением при взаимодействии
1 моля кислорода выделяется 484 кДж, тогда при взаимодействии
х молей кислорода выделяется 1 360 кДж.
Этой пропорции соответствует уравнение:
1 моль × 1 360 кДж = 484 кДж × х молей;
.
Найдем объем вступившего в реакцию кислорода, воспользовавшись формулой:
V = n(H) × Vm, где Vm — молярный объем;
V(H) = 2,81 моля × 22,4 л/моль = 62,95 л.
б) В соответствии с термохимическим уравнением при взаимодействии
2 молей воды выделяется 484 кДж, тогда при взаимодействии
х молей кислорода выделяется 1 360 кДж.
Этой пропорции соответствует уравнение:
2 моля × 1 360 кДж = 484 кДж × х молей;
.
Найдем объем вступившего в реакцию кислорода, воспользовавшись формулой:
m(H2O) = n(H2O) × M(H2O), где M — молярная масса;
M(H2O) = 1 × 2 + 16 × 1 = 18 г/моль;
m(H2O) = 5,62 моля × 18 г/моль = 101,16 г.
Еще больше задач, да еще и в интерактивном формате — на онлайн-курсах по химии в школе Skysmart.
