§7. Енергія палива. Питома теплота згоряння палива - Максимович

• Назад до змісту

💭 Поміркуйте і дайте відповідь

Використовуючи таблицю значень питомої теплоти згоряння палива (додаток 1, табл. 3), установіть, під час згоряння якого палива однакової маси — мазуту, соломи чи спирту — виділиться більша кількість теплоти.

Порівняємо значення для цих видів палива:

• Питома теплота згоряння мазуту становить 39 МДж/кг.
• Питома теплота згоряння спирту — 27 МДж/кг.
• Питома теплота згоряння соломи — 14 МДж/кг.

Отже, найбільша кількість теплоти при згорянні однакової маси виділиться у мазуту, оскільки у нього найвища питома теплота згоряння.

🔄 Перевірте себе

1. Використовуючи таблицю значень питомої теплоти згоряння палива, розмістіть у порядку зростання питомої теплоти згоряння такі види палива: порох, тротил, нафта, антрацит.

Порядок зростання питомої теплоти згоряння такий:

1. Порох (4 МДж/кг)
2. Тротил (15 МДж/кг)
3. Антрацит (30 МДж/кг)
4. Нафта (44 МДж/кг)

2. Визначте масу торфу, яка повинна повністю згоріти, щоб виділилося 75 МДж теплоти. 3. Під час спалювання якого виду палива масою 1,5 кг виділиться 66 МДж теплоти?

Дано:
$Q = 75 \text{ МДж} = 75 \cdot 10^6 \text{ Дж}$
$q = 15 \dfrac{\text{МДж}}{\text{кг}} = 14 \cdot 10^6 \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}}$
$m - ?$
Розв’язання:
$Q = q \cdot m$
$m = \dfrac{Q}{q}$

$m = \dfrac{75 \cdot 10^6 \text{ Дж}}{15 \cdot 10^6 \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}}} = 5 \text{ кг}$

 Відповідь: $5 \text{ кг}$.

3. Під час спалювання якого виду палива масою 1,5 кг виділиться 66 МДж теплоти?

Дано:
$m = 1,5 \text{ кг}$
$Q = 66 \text{ МДж} = 66 \cdot 10^6 \text{ Дж}$
$q - ?$
Розв’язання:
$Q = q \cdot m$
$q = \dfrac{Q}{m}$

$q = \dfrac{66 \text{ МДж}}{1,5 \text{ кг}} = 44 \dfrac{\text{МДж}}{\text{кг}}$
Таку питому теплоту згоряння має природний газ. 

Відповідь: природний газ.

4. Обчисліть масу сухих дров, які потрібно спалити, щоб отримати таку саму кількість теплоти, як у разі повного згоряння 3 кг бензину.

Дано:
$m_1 = 3 \text{ кг (бензин)}$
$q_1 = 46 \dfrac{\text{МДж}}{\text{кг}} \text{ (бензин)}$

$q_2 = 10 \dfrac{\text{МДж}}{\text{кг}} \text{ (сухі дрова)}$
$Q_1 = Q_2$
$m_2 - ?$
Розв’язання:
$Q_1 = q_1 \cdot m_1$
$Q_2 = q_2 \cdot m_2$
$q_1 \cdot m_1 = q_2 \cdot m_2$
$m_2 = \dfrac{q_1 \cdot m_1}{q_2}$

$m_2 = \dfrac{46 \dfrac{\text{МДж}}{\text{кг}} \cdot 3 \text{ кг}}{10 \dfrac{\text{МДж}}{\text{кг}}} = 13,8 \text{ кг}$ 
Відповідь: $m_2 = 13,8 \text{ кг}$.

5. Визначте масу природного газу, яку необхідно спалити, щоб нагріти 3 л води від 20 С до кипіння.

Дано:
$V = 3 \text{ л} = 0,003 \text{ м}^3 \text{ (вода)}$
$\rho = 1000 \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3} \text{ (вода)}$
$t_1 = 20 \text{ }^\circ\text{С}$
$t_2 = 100 \text{ }^\circ\text{С (кипіння)}$
$c = 4200 \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°С}} \text{ (вода)}$
$q = 44 \dfrac{\text{МДж}}{\text{кг}} = 44 \cdot 10^6 \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}} \text{ (природний газ)}$
$m_{\text{газу}} - ?$
Розв’язання:
$m_{\text{води}} = \rho \cdot V$
$Q_{\text{нагрів}} = c \cdot m_{\text{води}} \cdot (t_2 - t_1)$
$Q_{\text{згоряння}} = q \cdot m_{\text{газу}}$
$Q_{\text{нагрів}} = Q_{\text{згоряння}}$

$m_{\text{води}} = 1000 \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 0,003 \text{ м}^3 = 3 \text{ кг}$

$Q_{\text{нагрів}} = 4200 \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°С}} \cdot 3 \text{ кг} \cdot (100 \text{ }^\circ\text{С} - 20 \text{ }^\circ\text{С}) = 1 \ 008 \ 000 \text{ Дж}$

$m_{\text{газу}} = \dfrac{Q_{\text{нагрів}}}{q} = \dfrac{1 \ 008 \ 000 \text{ Дж}}{44 \cdot 10^6 \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}}} \approx 0,0229 \text{ кг}$

 Відповідь: $m_{\text{газу}} \approx 23 \text{ г}$ чи 0,023 кг.