الحرارة النوعية للاحتراق. القيمة الحرارية النوعية للوقود والمواد القابلة للاحتراق القيمة الحرارية النوعية لوقود الفحم

لقد تعلمت البشرية ، في سياق تطورها ، الحصول على الطاقة الحرارية عن طريق حرق أنواع مختلفة من الوقود. أبسط مثال على ذلك هو حريق مصنوع من الخشب ، أضرمه أناس بدائيون ، ومنذ ذلك الحين يعد الخث والفحم والبنزين والزيت والغاز الطبيعي جميع أنواع الوقود ، عن طريق الاحتراق الذي يتلقى الشخص طاقة حرارية. إذن ما هي الحرارة النوعية للاحتراق؟

من أين تأتي الحرارة أثناء الاحتراق؟

إن عملية احتراق الوقود بحد ذاتها هي تفاعل كيميائي مؤكسد. تحتوي معظم أنواع الوقود على كميات كبيرة من الكربون C ، والهيدروجين H ، والكبريت S ومواد أخرى. أثناء الاحتراق ، تتحد ذرات C و H و S مع ذرات الأكسجين O 2 ، مما ينتج عنه جزيئات CO و CO 2 و H 2 O و SO 2. في هذه الحالة ، يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة الحرارية ، والتي تعلم الناس استخدامها لأغراضهم الخاصة.

أرز. 1. أنواع الوقود: الفحم ، والجفت ، والنفط ، والغاز.

المساهمة الرئيسية في إطلاق الحرارة هي الكربون C. ثاني أكبر مساهمة هي الهيدروجين H.

أرز. 2. ذرات الكربون تتفاعل مع ذرات الأكسجين.

ما هي الحرارة النوعية للاحتراق؟

الحرارة النوعية للاحتراق هي كمية فيزيائية تساوي كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل لـ 1 كجم من الوقود.

تبدو صيغة حرارة الاحتراق كما يلي:

$$ q = (Q \ over m) $$

Q هي كمية الحرارة المنبعثة أثناء احتراق الوقود ، J ؛

م هي كتلة الوقود ، كجم.

وحدة q في النظام الدولي للوحدات SI هي J / kg.

$$ [q] = (J \ أكثر من كجم) $$

للإشارة إلى قيم كبيرة لـ q ، غالبًا ما يتم استخدام وحدات الطاقة خارج النظام: كيلو جول (kJ) ، ميجاجول (MJ) و gigajoules (GJ).

يتم تحديد قيم q للمواد المختلفة بشكل تجريبي.

بمعرفة q ، يمكننا حساب كمية الحرارة Q ، والتي ستنتج من احتراق الوقود للكتلة m:

كيف يتم قياس الحرارة النوعية للاحتراق؟

لقياس q ، يتم استخدام أجهزة تسمى المسعرات (كالور - الحرارة ، المتريو - القياس).

يتم حرق حاوية بها جزء من الوقود داخل الجهاز. يتم وضع الحاوية في الماء بكتلة معروفة. نتيجة للاحتراق ، تسخن الحرارة المنبعثة الماء. تسمح لنا قيمة كتلة الماء والتغير في درجة حرارته بحساب حرارة الاحتراق. بعد ذلك ، يتم تحديد q بالصيغة أعلاه.

أرز. 3. قياس الحرارة النوعية للاحتراق.

أين تجد قيم q

يمكن العثور على معلومات حول قيم الحرارة المحددة للاحتراق لأنواع معينة من الوقود في الكتب المرجعية الفنية أو في نسخها الإلكترونية على موارد الإنترنت. يتم تقديمها عادة في شكل جدول مثل هذا:

الحرارة النوعية للاحتراق ، q

موارد الأنواع الحديثة من الوقود المستكشفة محدودة. لذلك ، سيتم استبدالهم في المستقبل بمصادر طاقة أخرى:

• الذرية ، باستخدام طاقة التفاعلات النووية ؛
• الطاقة الشمسية ، وتحويل طاقة ضوء الشمس إلى حرارة وكهرباء ؛
• رياح؛
• الحرارة الجوفية ، باستخدام حرارة الينابيع الساخنة الطبيعية.

ماذا تعلمنا؟

لذلك ، تعلمنا سبب إطلاق الكثير من الحرارة أثناء احتراق الوقود. لحساب كمية الحرارة المنبعثة أثناء احتراق كتلة معينة م من الوقود ، من الضروري معرفة القيمة q - الحرارة النوعية لاحتراق هذا الوقود. تم تحديد قيم q بشكل تجريبي بواسطة طرق قياس المسعر وتم تقديمها في الكتب المرجعية.

اختبار الموضوع

تقييم التقرير

متوسط ​​تقييم: 4.2 مجموع التصنيفات المستلمة: 65.

الآلات الحراريةفي الديناميكا الحرارية ، يتم تشغيل المحركات الحرارية وآلات التبريد بشكل دوري (ضواغط حرارية). مجموعة متنوعة من آلات التبريد عبارة عن مضخات حرارية.

يتم استدعاء الأجهزة التي تؤدي العمل الميكانيكي بسبب الطاقة الداخلية للوقود المحركات الحرارية (المحركات الحرارية).المكونات التالية ضرورية لتشغيل محرك حراري: 1) مصدر حرارة بمستوى درجة حرارة أعلى t1 ، 2) مصدر حرارة بمستوى درجة حرارة أقل t2 ، 3) سائل عامل. بمعنى آخر: أي محركات حرارية (محركات حرارية) تتكون من السخان والمبرد ووسط العمل .

مثل هيئة العمليتم استخدام الغاز أو البخار ، نظرًا لأنهما قابلان للانضغاط بدرجة عالية ، ووفقًا لنوع المحرك ، قد يكون هناك وقود (بنزين ، كيروسين) ، بخار ماء ، إلخ. يقوم السخان بنقل كمية معينة من الحرارة (Q1) إلى سائل العمل ، وتزداد طاقتها الداخلية ، بسبب هذه الطاقة الداخلية ، يتم تنفيذ العمل الميكانيكي (A) ، ثم يعطي مائع العمل قدرًا معينًا من الحرارة إلى الثلاجة (Q2) ويبرد إلى درجة الحرارة الأولية. يمثل المخطط الموصوف دورة تشغيل المحرك وهو عام ؛ في المحركات الحقيقية ، يمكن للأجهزة المختلفة أن تلعب دور السخان والثلاجة. يمكن أن تكون البيئة بمثابة ثلاجة.

نظرًا لأنه في جزء المحرك من طاقة سائل العمل يتم نقله إلى الثلاجة ، فمن الواضح أنه ليس كل الطاقة التي يتلقاها من المدفأة تذهب إلى العمل. على التوالى، كفاءةالمحرك (الكفاءة) يساوي نسبة الشغل المنجز (أ) إلى كمية الحرارة التي يتلقاها من السخان (Q1):

محرك الاحتراق الداخلي (ICE)

يوجد نوعان من محركات الاحتراق الداخلي (ICE): المكربنو ديزل. في محرك المكربن ​​\ u200b \ u200b ، يتم تحضير خليط العمل (خليط من الوقود مع الهواء) خارج المحرك في جهاز خاص ومنه يدخل المحرك. في محرك الديزل ، يتم تحضير خليط الوقود في المحرك نفسه.

يتكون ICE من اسطوانة الذي يتحرك فيه مكبس ؛ الاسطوانة اثنين من الصمامات ، من خلالها يتم إدخال الخليط القابل للاحتراق في الأسطوانة ، ومن خلال الآخر ، يتم إطلاق غازات العادم من الأسطوانة. استخدام المكبس آلية كرنك يربط مع العمود المرفقي ، والتي تدخل في الدوران أثناء الحركة الترجمية للمكبس. الاسطوانة مغلقة بغطاء.

تتضمن دورة تشغيل محرك الاحتراق الداخلي أربعة أشرطة: المدخول ، الضغط ، السكتة الدماغية ، العادم. أثناء السحب ، يتحرك المكبس لأسفل ، ويقل الضغط في الأسطوانة ، ويدخله خليط قابل للاشتعال (في محرك المكربن) أو الهواء (في محرك الديزل) عبر الصمام. الصمام مغلق في هذا الوقت. في نهاية مدخل الخليط القابل للاحتراق ، يغلق الصمام.

أثناء الضربة الثانية ، يتحرك المكبس لأعلى ، ويتم إغلاق الصمامات ، ويتم ضغط خليط العمل أو الهواء. في الوقت نفسه ، ترتفع درجة حرارة الغاز: يسخن الخليط القابل للاحتراق في محرك المكربن ​​حتى 300-350 درجة مئوية ، والهواء في محرك الديزل - ما يصل إلى 500-600 درجة مئوية. في نهاية شوط الانضغاط ، يقفز شرارة في محرك المكربن ​​، ويشتعل الخليط القابل للاحتراق. في محرك الديزل ، يُحقن الوقود في الأسطوانة ويشتعل الخليط الناتج تلقائيًا.

عندما يتم حرق الخليط القابل للاحتراق ، يتمدد الغاز ويدفع المكبس والعمود المرفقي المتصل به ، مما يؤدي إلى عمل ميكانيكي. هذا يتسبب في تبريد الغاز.

عندما يصل المكبس إلى أدنى نقطة له ، ينخفض ​​الضغط فيه. عندما يتحرك المكبس لأعلى ، يفتح الصمام ويتم إطلاق غاز العادم. في نهاية هذه الدورة ، يتم إغلاق الصمام.

توربينات البخار

توربينات البخاريمثل القرص المثبت على العمود المثبت عليه الشفرات. يدخل البخار إلى الشفرات. يتم إرسال البخار المسخن إلى 600 درجة مئوية إلى الفوهة ويتمدد فيها. عندما يتمدد البخار ، يتم تحويل طاقته الداخلية إلى طاقة حركية للحركة الموجهة للبخار النفاث. تدخل نفاثة من البخار إلى ريش التوربين من الفوهة وتنقل جزءًا من طاقتها الحركية إليها ، مما يتسبب في دوران التوربين. تحتوي التوربينات عادةً على عدة أقراص ، يتلقى كل منها جزءًا من الطاقة البخارية. ينتقل دوران القرص إلى العمود الذي يتصل به مولد التيار الكهربائي.

عندما يتم حرق أنواع مختلفة من الوقود من نفس الكتلة ، يتم إطلاق كميات مختلفة من الحرارة. على سبيل المثال ، من المعروف أن الغاز الطبيعي وقود موفر للطاقة أكثر من الحطب. هذا يعني أنه من أجل الحصول على نفس الكمية من الحرارة ، يجب أن تكون كتلة الحطب المراد حرقها أكبر بكثير من كتلة الغاز الطبيعي. وبالتالي ، فإن أنواع الوقود المختلفة من وجهة نظر الطاقة تتميز بكمية تسمى الحرارة النوعية لاحتراق الوقود .

قيمة التسخين المحددة للوقود- كمية مادية توضح مقدار الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل للوقود بوزن 1 كجم.

يتم الإشارة إلى الحرارة النوعية للاحتراق بالحرف ف ، وحدتها 1 جول / كجم.

يتم تحديد قيمة الحرارة النوعية بشكل تجريبي. أعلى حرارة احتراق محددة هيدروجين ، الأصغر - مسحوق .

الحرارة النوعية لاحتراق الزيت هي 4.4 * 10 7 J / kg. هذا يعني أنه مع الاحتراق الكامل لـ 1 كجم من الزيت ، يتم إطلاق كمية الحرارة 4.4 * 10 7 J. في الحالة العامة ، إذا كانت كتلة الوقود تساوي م ، فإن كمية الحرارة الصادرة أثناء الاحتراق الكامل تساوي ناتج الحرارة النوعية لاحتراق الوقود ف لوزنه:

س = qm.

ملخص درس في الفيزياء للصف الثامن "ماكينات الحرارة. جليد. قيمة محددة من السعرات الحرارية ".

تطوير الدرس (ملاحظات الدرس)

خط UMK A. V. Peryshkin. الفيزياء (7-9)

انتباه! موقع إدارة الموقع غير مسؤول عن محتوى التطورات المنهجية ، وكذلك عن الامتثال لتطوير المعيار التعليمي للولاية الفيدرالية.

"لتدفئة الآخرين ، يجب أن تحترق الشمعة"

م. فاراداي.

هدف:لدراسة قضايا استخدام الطاقة الداخلية للوقود ، إطلاق الحرارة أثناء احتراق الوقود.

أهداف الدرس:

التعليمية:

• كرر ودمج المعرفة حول المواد التي تمت تغطيتها ؛
• تقديم مفهوم طاقة الوقود ، الحرارة النوعية لاحتراق الوقود ؛
• مواصلة تطوير المهارات في حل المشكلات الحسابية.

النامية:

• تطوير التفكير التحليلي.
• تطوير القدرة على العمل مع الجداول واستخلاص النتائج ؛
• تطوير قدرة الطلاب على طرح الفرضيات ومناقشتها والتعبير عن أفكارهم بكفاءة ؛
• تطوير الملاحظة والانتباه.

التعليمية:

• تعزيز موقف دقيق تجاه استخدام موارد الوقود ؛
• لزراعة الاهتمام بالموضوع من خلال إظهار ارتباط المادة المدروسة بالحياة الواقعية ؛
• تطوير مهارات الاتصال.

نتائج الموضوع:

يجب أن يعرف المتعلمون:

• الحرارة النوعية لاحتراق الوقود هي كمية مادية توضح مقدار الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل للوقود الذي يزن 1 كجم ؛
• عندما يتم حرق الوقود ، يتم إطلاق طاقة كبيرة ، والتي يتم استخدامها في الحياة اليومية ، والصناعة ، والزراعة ، ومحطات الطاقة ، والنقل البري ؛
• وحدة قياس للحرارة النوعية لاحتراق الوقود.

يجب أن يكون المتعلمون قادرين على:

• شرح عملية إطلاق الطاقة أثناء احتراق الوقود ؛
• استخدام جدول الحرارة المحددة لاحتراق الوقود ؛
• قارن بين الحرارة النوعية لاحتراق أنواع مختلفة من الوقود والطاقة المنبعثة أثناء احتراق أنواع مختلفة من الوقود.

يجب على الطلاب التقديم:

• صيغة لحساب الطاقة المنبعثة أثناء احتراق الوقود.

نوع الدرس:درس تعلم مواد جديدة.

معدات: شمعة ، طبق ، كأس ، ورقة نبات ، وقود جاف ، 2 مصباح روحاني ، بنزين ، كحول ، 2 أنابيب اختبار بالماء.

خلال الفصول

1. لحظة تنظيمية.

تحية الطلاب ، والتحقق من الاستعداد للدرس.

من المعروف أن العالم العظيم إم في لومونوسوف قد عمل على أطروحة "تأملات في سبب الحرارة والبرودة" في عام 1744. تلعب الظواهر الحرارية دورًا كبيرًا في العالم من حولنا ، في حياة الإنسان والنباتات والحيوانات وكذلك في التكنولوجيا.

دعونا نتحقق من مدى إتقانك لهذه المعرفة.

2. الدافع لأنشطة التعلم.

هل لديك أسئلة حول الواجب المنزلي؟ دعنا نتحقق من كيفية التعامل معها:

• طالبان يقدمان حل مشاكل المنزل على السبورة.

1) تحديد الرطوبة المطلقة للهواء في مخزن بحجم 10 م 3 إذا كان يحتوي على بخار ماء وزنه 0.12 كجم.

2) ضغط بخار الماء في الهواء 0.96 كيلو باسكال ، والرطوبة النسبية للهواء 60٪. ما هو ضغط بخار الماء المشبع عند نفس درجة الحرارة؟

• طالب واحد (ديما) يملأ الرسم التخطيطي على السبورة ؛

المهمة: وقع بجانب كل سهم اسم العمليات وصيغة حساب كمية الحرارة في كل منها

• في غضون ذلك ، يعمل الرجال على السبورة ، وسنكمل مهمة أخرى.

انظر إلى النص المعروض على الشريحة وابحث عن الأخطاء المادية فيه التي ارتكبها المؤلف (اقترح الإجابة الصحيحة):

1) في يوم مشمس مشرق ، ذهب الرجال للتخييم. حتى لا يكون الجو حارًا جدًا ، ارتدى الرجال ملابسهم بدلات غامقة. بحلول المساء أصبح طازجًا ، ولكن بعد السباحة أصبح أكثر دفئا.سكب الرجال على أنفسهم الشاي الساخن في أكواب حديدية وشربوه بسرور ، دون أن تحترق. كان باردا جدا!!!

الجواب: الظلام يمتص الحرارة أكثر ؛ أثناء التبخر ، تنخفض درجة حرارة الجسم. الموصلية الحرارية للمعادن أكبر ، لذلك ترتفع درجة حرارتها أكثر.

2) استيقظ فاسيا في وقت أبكر من المعتاد ، تذكر على الفور أنه في الساعة الثامنة صباحًا كان قد وافق مع توليا على الذهاب إلى النهر لمشاهدة انجراف الجليد. ركض فاسيا إلى الشارع ، وكانت توليا هناك بالفعل. "ها هو الطقس اليوم! - بدلا من التحية قال بإعجاب. "يا لها من شمس ، ودرجة الحرارة في الصباح هي -2 درجة مئوية." "لا ، -4" ، اعترض فاسيا. تجادل الأولاد ، ثم أدركوا ما هو الأمر. "لدي مقياس حرارة في الهواء ، وأنت في مكان منعزل ، لذا لك ويظهر المزيد"، خمنت توليا. وركض الأولاد الرش من خلال البرك.

الجواب: في وجود الرياح ، يحدث التبخر بشكل أكثر كثافة ، لذلك يجب أن يُظهر مقياس الحرارة الأول درجة حرارة أقل ؛ عند درجات حرارة أقل من 00 درجة مئوية ، يتجمد الماء.

أحسنت ، تم العثور على جميع الأخطاء بشكل صحيح.

دعنا نتحقق من صحة حل المشكلات (يعلق الطلاب الذين حلوا المشكلات على حلهم).

والآن دعونا نتحقق من كيفية تعامل ديما مع مهمته.

هل سميت ديما جميع انتقالات الطور بشكل صحيح؟ ماذا يحدث عندما توضع عصا خشبية في اللهب؟ (سوف تحترق)

لقد لاحظت بشكل صحيح أن عملية الاحتراق تحدث.

ربما تكون قد خمنت بالفعل ما سنتحدث عنه اليوم (طرح فرضيات).

ما هي الأسئلة التي تعتقد أننا سنتمكن من الإجابة عليها في نهاية الدرس؟

• فهم المعنى المادي لعملية الاحتراق ؛
• اكتشف ما الذي يحدد كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق ؛
• اكتشف تطبيق هذه العملية في الحياة ، في الحياة اليومية ، إلخ.

3. مادة جديدة.

كل يوم يمكننا مشاهدة كيف يحترق الغاز الطبيعي في الموقد. هذه هي عملية الاحتراق.

رقم الخبرة 1.الشمعة مثبتة في الجزء السفلي من اللوح بالبلاستيك. أشعل شمعة ، ثم أغلقها ببرطمان. بعد لحظات قليلة ، سوف تنطفئ شعلة الشمعة.

يتم إنشاء موقف إشكالي ، وفي حله يستنتج الطلاب: تحترق الشمعة في وجود الأكسجين.

أسئلة للفصل:

ما الذي يدخل في عملية الاحتراق؟

لماذا تنطفئ الشمعة؟ ما هي الظروف التي يتم فيها الاحتراق؟

ما هي الطاقة المنبعثة؟

للقيام بذلك ، تذكر بنية المادة.

مما تتكون المادة؟ (من الجزيئات والجزيئات من الذرات)

ما أنواع الطاقة التي يمتلكها الجزيء؟ (الحركية والمحتملة)

هل يمكن تقسيم الجزيء إلى ذرات؟ (نعم)

لتقسيم الجزيئات إلى ذرات ، من الضروري التغلب على قوى جذب الذرات ، مما يعني أن العمل يجب أن يتم ، أي أنه يجب إنفاق الطاقة.

عندما تتحد الذرات لتكوين جزيء ، على العكس من ذلك ، يتم إطلاق الطاقة. يحدث هذا المزيج من الذرات في الجزيئات أثناء احتراق الوقود. الوقود التقليدي يحتوي على الكربون. لقد حددت بشكل صحيح أن الاحتراق مستحيل دون الوصول إلى الهواء. أثناء الاحتراق ، تتحد ذرات الكربون مع ذرات الأكسجين في الهواء ، وتشكل جزيء ثاني أكسيد الكربون وتطلق الطاقة على شكل حرارة.

والآن دعونا نجري تجربة ونرى الاحتراق المتزامن لعدة أنواع من الوقود: البنزين والوقود الجاف والكحول والبارافين (التجربة رقم 2).

ما هو الشائع وكيف يختلف احتراق كل نوع من أنواع الوقود؟

نعم ، عندما يتم حرق أي مادة ، يتم تكوين منتجات احتراق أخرى. على سبيل المثال ، عند حرق الخشب ، يتم إطلاق بقايا الرماد وثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والغازات الأخرى. .

لكن الغرض الرئيسي من الوقود هو إعطاء الحرارة!

لنلقِ نظرة على تجربة أخرى.

تجربة رقم 3:(على مصباحين روحانيين متطابقين: أحدهما مملوء بالبنزين ، والآخر بالكحول ، يتم تسخين نفس الكمية من الماء).

أسئلة الخبرة:

ما هي الطاقة المستخدمة لتسخين الماء؟

وكيف نحدد كمية الحرارة التي تدخل في تسخين الماء؟

في أي حالة كان الماء يغلي أسرع؟

ما النتيجة التي يمكن استخلاصها من التجربة؟

أي وقود ، كحول أم بنزين ، ينبعث المزيد من الحرارة أثناء الاحتراق الكامل؟ (البنزين أكثر حرارة من الكحول).

المعلم: الكمية المادية التي توضح مقدار الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل لوقود وزنه 1 كجم تسمى الحرارة النوعية لاحتراق الوقود ، ويُشار إليها بالحرف q. وحدة القياس J / كجم.

يتم تحديد الحرارة النوعية للاحتراق بشكل تجريبي باستخدام أدوات معقدة نوعًا ما.

تظهر نتائج البيانات التجريبية في جدول الكتاب المدرسي (ص 128).

لنعمل مع هذا الجدول.

أسئلة الجدول:

1. ما هي الحرارة النوعية لاحتراق البنزين؟ (44 ميجا جول / كجم)
2. ماذا يعني هذا؟ (هذا يعني أن الاحتراق الكامل للبنزين الذي يزن 1 كجم يطلق 44 ميجا جول من الطاقة).
3. ما هي المادة التي تحتوي على أقل حرارة احتراق محددة؟ (حطب).
4. ما هو الوقود الذي ينتج أكبر قدر من الحرارة عند الاحتراق؟ (الهيدروجين ، لأن حرارة الاحتراق الخاصة به أكبر من غيرها).
5. ما مقدار الحرارة المنبعثة أثناء احتراق 2 كجم من الكحول؟ كيف عرفته؟
6. ما الذي تحتاج إلى معرفته لحساب كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق؟

وخلصوا إلى أنه من أجل إيجاد كمية الحرارة ، من الضروري معرفة ليس فقط الحرارة النوعية لاحتراق الوقود ، ولكن أيضًا كتلته.

هذا يعني أن الكمية الإجمالية للحرارة Q (J) المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل للوقود م (كجم) يتم حسابها بواسطة الصيغة: س = ف · م

دعنا نكتب في دفتر ملاحظات.

وكيف تجد كتلة الوقود القابل للاحتراق من هذه الصيغة؟

عبر عن الحرارة النوعية للاحتراق من الصيغة. (يمكنك استدعاء الطالب إلى السبورة لكتابة الصيغ)

دقيقة التربية البدنية

نحن متعبون. دعونا نفك قليلا. افرد ظهرك. افرد كتفيك. سأقوم بتسمية الوقود ، وإذا كنت تعتقد أنه صلب ، فاخفض رأسك لأسفل ، وإذا كان سائلاً ، ارفع يديك ، وإذا كان غازيًا ، اسحب يديك للأمام.

الفحم صعب.

الغاز الطبيعي غازي.

الزيت سائل.

الخشب صلب.

البنزين سائل.

الخث صعب.

أنثراسايت صعب.

الكيروسين سائل.

غاز فرن الكوك غازي.

أحسنت! الأكثر انتباهاً ورياضيًا لدينا ... اجلس.

مدرس:شباب! لنفكر في السؤال: "عملية الاحتراق صديقة أم عدو للإنسان؟"

الخبرة رقم 4.دعنا نكرر التجربة مع شمعة مشتعلة ، لكننا الآن نضع ورقة نبات بجانب الشموع.

انظر ماذا حدث للمصنع المجاور لشعلة الشمعة؟

الذي - التي. عند استخدام الوقود ، لا ينبغي لأحد أن ينسى ضرر منتجات الاحتراق للكائنات الحية.

4. تحديد.

يا رفاق ، أخبروني من فضلك ، ما هو الوقود بالنسبة لنا؟ يلعب الطعام دور الوقود في جسم الإنسان. تحتوي الأنواع المختلفة من الطعام ، مثل الأنواع المختلفة من الوقود ، على كمية مختلفة من الطاقة. (اعرض الجدول الموجود على الكمبيوتر "القيمة الحرارية المحددة للمنتجات الغذائية").

	القيمة الحرارية النوعية للوقود q، MJ / kg
خبز حنطة
خبز الجاودار
البطاطس
لحم
لحم دجاج
سمنة
الجبن الدسم
زيت عباد الشمس
عنب
رول شوكولاتة
آيس كريم كريمي
كيريشكي
شاي حلو
"كوكا كولا"
شجرة عنب الثعلب

أقترح أن تتحد في مجموعات (1 و 2 و 3 و 4 مكاتب) وأن تكمل المهام التالية (حسب النشرة). لديك 5 دقائق لإكمالها ، وبعد ذلك سنناقش النتائج.

مهام المجموعات:

• المجموعة 1: عند التحضير للدروس لمدة ساعتين ، فإنك تنفق 800 كيلو جول من الطاقة. هل ستستعيد احتياطي الطاقة لديك إذا تناولت علبة بها 28 جرامًا من رقائق البطاطس وشربت كوبًا من الكوكا كولا (200 جرام)؟
• المجموعة 2: ما هو الارتفاع الذي يمكن أن يرتفعه شخص يزن 70 كيلوغراماً إذا أكل شطيرة بالزبدة (100 غرام من خبز القمح و 50 غراماً من الزبدة).
• المجموعة 3: هل يكفي أن تستهلك 100 جرام من الجبن ، 50 جرام من خبز القمح ، 50 جرام من اللحم البقري و 100 جرام من البطاطس ، 200 جرام من الشاي الحلو (كوب واحد) خلال اليوم. كمية الطاقة المطلوبة لطالب الصف الثامن هي 1.2 ميجا جول.
• المجموعة 4: ما السرعة التي يجب أن يجري بها رياضي يزن 60 كجم إذا أكل شطيرة بالزبدة (100 جرام من خبز القمح و 50 جرام من الزبدة).
• المجموعة الخامسة: ما هي كمية الشوكولاتة التي يمكن أن يأكلها مراهق يزن 55 كجم لتجديد الطاقة التي بذلها أثناء قراءة كتاب أثناء الجلوس؟ (في ساعة واحدة)

استهلاك الطاقة التقريبي للمراهق الذي يزن 55 كجم في ساعة واحدة لمختلف الأنشطة

غسل الصحون
التحضير للدروس
القراءة لنفسك
الجلوس (في الراحة)
تمرين جسدي

• المجموعة 6: هل يستعيد الرياضي الذي يزن 70 كجم الطاقة بعد السباحة لمدة 20 دقيقة إذا أكل 50 جرامًا من خبز الجاودار و 100 جرام من اللحم البقري؟

استهلاك الطاقة التقريبي للشخص في ساعة واحدة لأنواع مختلفة من الأنشطة (لكل 1 كجم من الكتلة)

تقدم المجموعات حل المشكلة على قطعة من الورق ، ثم تذهب إلى السبورة بدورها وتشرحها.

5. انعكاس. ملخص الدرس.

دعونا نتذكر ما هي المهام التي وضعناها لأنفسنا في بداية الدرس؟ هل حققنا كل شيء؟

يتحدث الرجال في دائرة في جملة واحدة ، ويختارون بداية العبارة من الشاشة العاكسة على السبورة:

• اليوم اكتشفت ...
• كان مثيرا للاهتمام…
• كان من الصعب…
• لقد قمت بمهام ...
• أدركت أن...
• الآن أستطيع…
• شعرت بذلك...
• اشتريت...
• لقد تعلمت…
• تمكنت …
• كنت قادرا...
• سأحاول…
• فاجأني ...
• أعطاني درسا مدى الحياة ...
• أنا أردت…

1. ما الجديد الذي تعلمته في الدرس؟

2. هل ستكون هذه المعرفة مفيدة في الحياة؟

تقدير الدرس للطلاب الأكثر نشاطًا.

6. د

1. الفقرة 10
2. المهمة (1 للاختيار من بينها):

• المستوى 1: ما مقدار الحرارة التي ينتجها 10 كجم من الفحم عند الاحتراق؟
• المستوى 2: الاحتراق الكامل للزيت يصدر 132 كيلو جول من الطاقة. ما كتلة الزيت المحروقة؟
• المستوى 3: مقدار الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل لـ 0.5 لتر من الكحول (كثافة الكحول 800 كجم / م 3)

جدول المقارنة: أنواع الوقود (مزايا وعيوب)

عندما يتم حرق كمية معينة من الوقود ، يتم إطلاق كمية قابلة للقياس من الحرارة. وفقًا للنظام الدولي للوحدات ، يتم التعبير عن القيمة بالجول لكل كجم أو م 3. ولكن يمكن أيضًا حساب المعلمات بالكيلو كالوري أو بالكيلوواط. إذا كانت القيمة مرتبطة بوحدة قياس الوقود ، فإنها تسمى محددة.

ما هي القيمة الحرارية لأنواع الوقود المختلفة؟ ما هي قيمة المؤشر للمواد السائلة والصلبة والغازية؟ تم تفصيل الإجابات على هذه الأسئلة في المقالة. بالإضافة إلى ذلك ، قمنا بإعداد جدول يوضح الحرارة المحددة لاحتراق المواد - ستكون هذه المعلومات مفيدة عند اختيار نوع وقود عالي الطاقة.

يجب أن يتميز إطلاق الطاقة أثناء الاحتراق بمعلمتين: الكفاءة العالية وغياب إنتاج المواد الضارة.

يتم الحصول على الوقود الاصطناعي في عملية المعالجة الطبيعية -. بغض النظر عن حالة التجميع ، تحتوي المواد في تركيبها الكيميائي على جزء قابل للاحتراق وغير قابل للاحتراق. الأول هو الكربون والهيدروجين. والثاني يتكون من الماء والأملاح المعدنية والنيتروجين والأكسجين والمعادن.

وفقًا لحالة التجميع ، يتم تقسيم الوقود إلى سائل ، صلب وغاز. تتفرع كل مجموعة إلى مجموعة فرعية طبيعية واصطناعية (+)

عند حرق 1 كجم من هذا "الخليط" ، يتم إطلاق كمية مختلفة من الطاقة. يعتمد مقدار هذه الطاقة التي سيتم إطلاقها على نسب هذه العناصر - الجزء القابل للاحتراق والرطوبة ومحتوى الرماد والمكونات الأخرى.

تتكون حرارة احتراق الوقود (HCT) من مستويين - أعلى وأقل. يتم الحصول على المؤشر الأول بسبب تكثيف المياه ، في الثانية لا يؤخذ هذا العامل في الاعتبار.

هناك حاجة إلى أدنى قيمة TCT لحساب الحاجة إلى الوقود وتكلفته ، بمساعدة هذه المؤشرات ، يتم تجميع موازين الحرارة وتحديد كفاءة التركيبات التي تعمل بالوقود.

يمكن حساب TST بشكل تحليلي أو تجريبي. إذا كان التركيب الكيميائي للوقود معروفًا ، يتم تطبيق صيغة Mendeleev. تعتمد الإجراءات التجريبية على القياس الفعلي للحرارة أثناء احتراق الوقود.

في هذه الحالات ، يتم استخدام قنبلة احتراق خاصة - قنبلة مسعرية مع مسعر وثرموستات.

ميزات الحسابات فردية لكل نوع من أنواع الوقود. مثال: يتم حساب TCT في محركات الاحتراق الداخلي من أقل قيمة لأن السائل لا يتكثف في الأسطوانات.

معلمات المواد السائلة

تتحلل المواد السائلة ، مثل المواد الصلبة ، إلى المكونات التالية: الكربون ، والهيدروجين ، والكبريت ، والأكسجين ، والنيتروجين. يتم التعبير عن النسبة المئوية بالوزن.

يتكون صابورة الوقود العضوي الداخلي من الأكسجين والنيتروجين ؛ هذه المكونات لا تحترق ويتم تضمينها في التكوين بشروط. يتكون الصابورة الخارجية من الرطوبة والرماد.

لوحظ ارتفاع حرارة الاحتراق في البنزين. اعتمادًا على العلامة التجارية ، فهي 43-44 ميجا جول.

تم تحديد مؤشرات مماثلة للحرارة المحددة للاحتراق لكيروسين الطيران - 42.9 ميجا جول. يندرج وقود الديزل أيضًا في فئة القادة من حيث القيمة الحرارية - 43.4-43.6 ميجا جول.

تعتبر قيم TST المنخفضة نسبيًا من خصائص وقود الصواريخ السائل ، جلايكول الإيثيلين. يختلف الكحول والأسيتون في الحد الأدنى للحرارة النوعية للاحتراق. أداؤهم أقل بكثير من وقود المحركات التقليدية.

خصائص الوقود الغازي

يتكون الوقود الغازي من أول أكسيد الكربون والهيدروجين والميثان والإيثان والبروبان والبيوتان والإيثيلين والبنزين وكبريتيد الهيدروجين ومكونات أخرى. يتم التعبير عن هذه الأرقام كنسبة مئوية من حيث الحجم.

يحتوي الهيدروجين على أعلى درجات حرارة الاحتراق. عند الاحتراق ، يطلق كيلوغرام من مادة ما 119.83 ميجا جول من الحرارة. لكن لديها درجة عالية من الانفجار.

كما لوحظت قيم عالية من السعرات الحرارية في الغاز الطبيعي.

إنها تساوي 41-49 ميجا جول لكل كيلوجرام. ولكن ، على سبيل المثال ، يحتوي الميثان النقي على حرارة احتراق أعلى - 50 ميغا جول لكل كيلوغرام.

جدول مقارن للمؤشرات

يوضح الجدول قيم الحرارة النوعية للكتلة لاحتراق الوقود السائل والصلب والغازي.

نوع الوقود	وحدة مراجعة.	الحرارة النوعية للاحتراق
		إم جي	كيلوواط	سعر حراري
الحطب: بلوط ، خشب البتولا ، دردار ، زان ، شعاع البوق	كلغ	15	4,2	2500
الحطب: الصنوبر ، الصنوبر ، التنوب	كلغ	15,5	4,3	2500
الفحم البني	كلغ	12,98	3,6	3100
فحم	كلغ	27,00	7,5	6450
فحم	كلغ	27,26	7,5	6510
أنثراسايت	كلغ	28,05	7,8	6700
بيليه الخشب	كلغ	17,17	4,7	4110
بيليه القش	كلغ	14,51	4,0	3465
بيليه عباد الشمس	كلغ	18,09	5,0	4320
نشارة الخشب	كلغ	8,37	2,3	2000
ورق	كلغ	16,62	4,6	3970
كرمة	كلغ	14,00	3,9	3345
غاز طبيعي	م 3	33,5	9,3	8000
غاز مسال	كلغ	45,20	12,5	10800
بنزين	كلغ	44,00	12,2	10500
ديز. وقود	كلغ	43,12	11,9	10300
الميثان	م 3	50,03	13,8	11950
هيدروجين	م 3	120	33,2	28700
الكيروسين	كلغ	43.50	12	10400
زيت الوقود	كلغ	40,61	11,2	9700
زيت	كلغ	44,00	12,2	10500
البروبان	م 3	45,57	12,6	10885
الإيثيلين	م 3	48,02	13,3	11470

يوضح الجدول أن الهيدروجين يحتوي على أعلى نسبة TST من بين جميع المواد ، وليس فقط المواد الغازية. إنه ينتمي إلى أنواع الوقود عالية الطاقة.

ناتج احتراق الهيدروجين هو ماء عادي. لا ينتج عن العملية خبث الفرن والرماد وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون ، مما يجعل المادة وقودًا صديقًا للبيئة. لكنها متفجرة وذات كثافة منخفضة ، لذلك يصعب تسييل مثل هذا الوقود ونقله.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

على القيمة الحرارية لأنواع مختلفة من الخشب. مقارنة المؤشرات لكل م 3 و كجم.

TST هو أهم الخصائص الحرارية والتشغيلية للوقود. يستخدم هذا المؤشر في مجالات مختلفة من النشاط البشري: المحركات الحرارية ومحطات الطاقة والصناعة والتدفئة المنزلية والطبخ.

تساعد القيم الحرارية على مقارنة أنواع مختلفة من الوقود من حيث درجة الطاقة المنبعثة ، وحساب الكتلة المطلوبة من الوقود ، وتوفير التكاليف.

هل لديك شيء تضيفه ، أو لديك أسئلة حول القيمة الحرارية لأنواع الوقود المختلفة؟ يمكنك ترك تعليقات على المنشور والمشاركة في المناقشات - نموذج الاتصال موجود في الكتلة السفلية.

حرارة الاحتراق النوعية- السعة الحرارية النوعية - المواضيع صناعة النفط والغاز مرادفات السعة الحرارية المحددة EN الحرارة النوعية ...

كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل لوقود كتلته 1 كجم. يتم تحديد الحرارة النوعية لاحتراق الوقود تجريبياً وهي أهم ما يميز الوقود. أنظر أيضا: قاموس الوقود المالي Finam ... مفردات مالية

الحرارة النوعية لاحتراق الخث بالقنابل- ارتفاع قيمة السعرات الحرارية للجفت مع مراعاة حرارة تكوين وانحلال حامض الكبريتيك والنتريك في الماء. [GOST 21123 85] قيمة حرارية غير مسموح بها وغير موصى بها للجفت وفقًا للقنبلة موضوعات الخث المصطلحات العامة خصائص الخث EN ... ... دليل المترجم الفني

حرارة احتراق معينة (وقود)- 3.1.19 قيمة حرارية محددة (وقود): إجمالي كمية الطاقة المنبعثة في ظل الظروف المنظمة لاحتراق الوقود. مصدر …

الحرارة النوعية لاحتراق الخث حسب القنبلة- 122. القيمة الحرارية النوعية للخث عن طريق القنبلة قيمة حرارية أعلى للخث مع مراعاة حرارة تكوين وانحلال حامض الكبريتيك والنتريك في الماء المصدر: GOST 21123 85: الخث. المصطلحات والتعريفات الوثيقة الأصلية ... قاموس - كتاب مرجعي للمصطلحات المعيارية والتقنية

الحرارة النوعية لاحتراق الوقود- 35 قيمة حرارية للوقود: إجمالي كمية الطاقة المنبعثة في ظل ظروف احتراق محددة للوقود. المصدر: GOST R 53905 2010: توفير الطاقة. المصطلحات والتعريفات الوثيقة الأصلية ... قاموس - كتاب مرجعي للمصطلحات المعيارية والتقنية

هذا هو مقدار الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل للكتلة (للمواد الصلبة والسائلة) أو وحدة الحجم (للغازية) للمادة. يقاس بالجول أو السعرات الحرارية. حرارة الاحتراق ، المشار إليها بوحدة الكتلة أو حجم الوقود ، ...... ويكيبيديا

الموسوعة الحديثة

حرارة الاحتراق- (حرارة الاحتراق ، القيمة الحرارية) ، كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل للوقود. هناك حرارة احتراق محددة ، حجمية ، إلخ. على سبيل المثال ، الحرارة النوعية لاحتراق الفحم هي 28 34 ميجا جول / كجم ، والبنزين حوالي 44 ميجا جول / كجم ؛ ضخمة ... ... قاموس موسوعي مصور

الحرارة النوعية لاحتراق الوقود- القيمة الحرارية النوعية للوقود: إجمالي كمية الطاقة المنبعثة في ظل ظروف محددة لاحتراق الوقود ...