Физика

Топливо и его виды

 

После изучения вопросов, связанных с количеством теплоты и удельной теплоемкостью, перейдем к рассмотрению количества теплоты, выделяемого при сжигании топлива.

 

Определение

Топливо – вещество, которое в некоторых процессах (горение, ядерные реакции) выделяет тепло. Является источником энергии.

Топливо бывает твердым, жидким и газообразным (рис. 1).

Рис. 1. Виды топлива

• К твердым видам топлива относят уголь и торф.
• К жидким видам топлива относят нефть, бензин и другие нефтепродукты.
• К газообразным видам топлива относят природный газ.
• Отдельно можно выделить очень распространенное в последнее время ядерное топливо.

Сгорание топлива – это химический процесс, который является окислительным. При сгорании атомы углерода  соединяются с атомами кислорода , образуя молекулы. В результате этого выделяется энергия, которую и использует человек в своих целях (рис. 2).

Рис. 2. Образование углекислого газа

 

Удельная теплота сгорания топлива

 

 

Для характеристики топлива используется такая характеристика, как теплотворность. Теплотворность показывает, какое количество теплоты выделяется при сгорании  топлива (рис. 3). В физике теплотворности соответствует понятие удельной теплоты сгорания вещества.

 

Рис. 3. Удельная теплота сгорания      

Определение

Удельная теплота сгорания – физическая величина, характеризующая топливо, численно равна количеству теплоты, которое выделяется при полном сгорании топлива.

Удельную теплоту сгорания принято обозначать буквой . Единицы измерения:

.

В единицах измерения отсутствует , так как сгорание топлива происходит практически при неизменной температуре.

Удельная теплота сгорания  определяется опытным путем с помощью сложных приборов. Однако для решения задач существуют специальные таблицы. Ниже приведем значения удельной теплоты сгорания для некоторых видов топлива.

Вещество
Порох
Бензин
Дрова
Водород
Газ

Таблица 4. Удельная теплота сгорания некоторых веществ

Из приведенных величин видно, что при сгорании выделяется огромное количество теплоты, поэтому используются единицы измерения  (мегаджоули) и (гигаджоули).

 

Количество теплоты при сгорании топлива

 

 

Для вычисления количества теплоты, которое выделяется при сгорании топлива, используется следующая формула:

 

Здесь:  – масса топлива (кг),  – удельная теплота сгорания топлива ().

В заключении заметим, что большая часть топлива, которое используется человечеством, запасена с помощью солнечной энергии. Уголь, нефть, газ – все это образовалось на Земле благодаря воздействию Солнца (рис. 4).

Рис. 4. Образование топлива

На следующем уроке мы поговорим о законе сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах.

 

Список литературы

1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. Физика 8. – М.: Мнемозина.
2. Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-портал «festival.1september.ru» (Источник)
2. Интернет-портал «school.xvatit.com» (Источник)
3. Интернет-портал «stringer46.narod.ru» (Источник)

 

Домашнее задание

1. Стр. 27, параграф 10, вопросы № 1-4, упражнение 5. Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
2. Сколько энергии выделяется при полном сгорании  бензина?
3. Сколько природного газа надо сжечь, чтобы нагреть воду объемом  от  до ?