Теплота згоряння палива. ККД нагрівника

Материал из Гипермаркет знаний

Перейти к: навигация, поиск

Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 8 клас>> Теплота згоряння палива. ККД нагрівника


Теплота згоряння палива. ККД нагрівника
Досить  часто людина добуває теплову енергію, спалюючи різні речовини. Це відбувається завдяки хімічній реакції горіння, що супроводжується виділенням теплоти. Так, під час згоряння природного газу відбувається хімічна реакція окиснення, внаслідок якої утворюється оксид карбону СО2 і вода, а також виділяється певна кількість теплоти. Наприклад, під час згоряння 1 м3 газу, який на 90 відсотків складається з метану СН4, виділяється приблизно 40 МДж теплоти. Цієї кількості теплоти достатньо, щоб нагріти майже 100 л води від 0 до 100 °С.

Хімічна реакція, під час якої відбувається окиснення з виділенням теплоти, називається горінням.

Природно, що різні речовини під час горіння виділяють різну кількість теплоти. Найвищу теплотворну здатність мають речовини, які називають паливом. Для її характеристики застосовують фізичну величину, яка називається питомою теплотою згоряння палива (позначається q). Її числове значення показує, яка кількість теплоти виділяється внаслідок повного згоряння 1 кг палива.
 
Є різні види палива: тверде (вугілля, дрова, сланці, торф), рідке (бензин, мазут, гас, дизпаливо, спирт), газоподібне (метан, пропан, ацетилен).


Одиницею питомої теплоти згоряння палива є джоуль на кілограм. Значення питомої теплоти згоряння деяких видів палива подано в таблиці на форзаці.

За значенням питомої теплоти згоряння палива можна визначити кількість теплоти, яка виділяється під час згоряння 1 кг палива. Наприклад, при спалюванні 1 кг сухих дров виділяється приблизно 12 000 кДж теплоти. Для того щоб обчислити кількість теплоти, що виділяється внаслідок згоряння довільної кількості палива, треба питому теплоту згоряння палива помножити на його масу:
Q = qm.
 
Для теплопередачі часто застосовують нагрівники, за допомогою яких можна використати теплоту згоряння палива - газові пальники, спиртівки, печі. Кількість теплоти, яка утворюється під час згоряння в них палива, частково йде на нагрівання тіл, а частина її втрачається (розсіюється в навколишнє середовище, нагріває сам пальник тощо). Тому кажуть про коефіцієнт корисної дії (ККД) нагрівника, який визначає у відсотках частину кількості теплоти QK, що пішла на нагрівання, від повної кіль
ККД нагрівника характеризує ефективність використання теплоти, отриманої внаслідок згоряння палива.

ККД =  Qk / Q•100%.


Для того щоб підвищити ККД нагрівника, необхідно збільшувати корисно використану енергію QK, тобто зменшувати втрати теплоти не за призначенням.


Питання.
1.    Що таке горіння?
2.    Чому для одержання теплової енергії використовують паливо?
3.    ЯКИЙ фізичний зміст питомої теплоти згоряння палива?
4.    За таблицею питомої теплоти згоряння палива (див. форзац)
з'ясуйте, яке паливо має найбільшу, а яке — найменшу теплотворну здатність.
5.    Оцініть за теплотворною здатністю, чим вигідніше опалювати приміщення — вугіллям чи дровами.
6.    Вивчивши будову нагрівника, запропонуйте спосіб, за допомогою якого можна конструктивно підвищити ККД нагрівника.
 

Вправа  32
1.    При повному згорянні бензину виділилося 1,63 • 107 кДж теплоти. Скільки бензину спалено?
2.    Скільки дров треба спалити,  щоб отримати таку саму кількість теплоти, як від спалювання 1,5 кг бензину?
3.    Скільки гасу треба спалити, щоб нагріти 3 л води від 20 °С до температури кипіння, якщо на її нагрівання витрачається 60 % енергії?
4.    До якої температури можна нагріти 50 л води, температура якої дорівнює 20 °С, спаливши 100 г бензину, якщо ККД
нагрівника становить 50 % ?
5.    Який ККД спиртівки, якщо для підвищення температури 0,5 л води на 5 °С витрачено 1 г спирту?


ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 15

Визначення ККД нагрівника
Мета. Експериментально визначити ККД нагрівника.
Обладнання: посудина з водою, мензурка, алюмінієва посудина, термометр, терези з важками, нагрівник (сухе пальне або свічка).
 Вказівки до роботи
Для того щоб визначити ККД нагрівника, необхідно знати, яка кількість теплоти від згоряння палива пішла на нагрівання тіла. З цією метою доцільно використати алюмінієву посудину, в яку налити воду і нагрівати їх за допомогою нагрівника (мал. 146). Кількість теплоти, надану посудині з водою, можна обчислити за формулою: QK = c1 m1 дельта t + c2 m2 дельта t. Кількість теплоти, отриману від згоряння палива, можна знайти за формулою: Q = qm3. Прирівнявши ці величини, можна обчислити ККД нагрівника:
ККД = QK / Q •100%.

Виконання роботи
1.    За допомогою таблиць фізичних величин з'ясуйте питомі теплоємності води с1 і алюмінію с2, питому теплоту згоряння палива нагрівника q.
2.    За допомогою важільних терезів визначте масу алюмінієвої посудини  m2 і масу нагрівника до його запалювання.
3.    Налийте в алюмінієву посудину 100-150 г води і визначте її масу m1.
4.    За допомогою термометра виміряйте початкову температуру води.
5.    Запаліть нагрівник і почніть нагрівати посудину з водою. Після того як температура води підвищиться на 20-25 °С, загасіть нагрівник і визначте масу використаного пального m3 як різницю маси нагрівника до і після запалювання.
6.    За наведеними вище формулами обчисліть кількість теплоти QK і Q.
7.    Обчисліть ККД нагрівника.
8.    Поясніть, які втрати теплоти відбувалися під час досліду.


Фізика. 8 клас. Коршак Є.В., Ляшенко О.І., Савченко В.Ф.

Вислано читачами з інтернет-сайту


Збірка конспектів уроків по всім класами, реферати з  фізики 8 класу, книги та підручники згідно каленадарного плануванння з фізики 


Зміст уроку
1236084776 kr.jpg конспект уроку і опорний каркас                      
1236084776 kr.jpg презентація уроку 
1236084776 kr.jpg акселеративні методи та інтерактивні технології
1236084776 kr.jpg закриті вправи (тільки для використання вчителями)
1236084776 kr.jpg оцінювання 

Практика
1236084776 kr.jpg задачі та вправи,самоперевірка 
1236084776 kr.jpg практикуми, лабораторні, кейси
1236084776 kr.jpg рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
1236084776 kr.jpg домашнє завдання 

Ілюстрації
1236084776 kr.jpg ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
1236084776 kr.jpg реферати
1236084776 kr.jpg фішки для допитливих
1236084776 kr.jpg шпаргалки
1236084776 kr.jpg гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
1236084776 kr.jpg зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
1236084776 kr.jpg підручники основні і допоміжні 
1236084776 kr.jpg тематичні свята, девізи 
1236084776 kr.jpg статті 
1236084776 kr.jpg національні особливості
1236084776 kr.jpg словник термінів                          
1236084776 kr.jpg інше 

Тільки для вчителів
1236084776 kr.jpg ідеальні уроки 
1236084776 kr.jpg календарний план на рік 
1236084776 kr.jpg методичні рекомендації 
1236084776 kr.jpg програми
1236084776 kr.jpg обговорення



Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.


Реклама
Просмотры
Реклама











Личные инструменты
��������...