Презентація на тему "Теплота згоряння палива. ККД нагрівника."

Теплота згоряння палива. Коефіцієнт корисної дії нагрівника. Вчитель фізики школи І-ІІІ ступенів № 132 міста Києва. Кучменко Олександр Миколайович

1. Види палива. Паливом називають горючу речовину, яку спеціально спалюють для отримання тепла і подальшого його використання для інших потреб у будь-якій сфері життя людини. Паливом можуть слугувати:природні речовини (кам’яне вугілля, нафта, торф, дрова, природний газ);одержані людиною (гас, бензин, порох, деревне вугілля, етиловий спирт). Воно повинно мати певні властивості, тобто відповідати таким основним вимогам: - порівняно легко займатися; - під час згоряння виділяти якомога більше теплоти; - бути поширеним у природі, доступним під час видобування та дешевим у виробництві; не змінювати свої властивості під час транспортування та зберігання;бути нетоксичним і під час згоряння не виділяти шкідливих та отруйних речовин.

Цим вимогам найповніше відповідають речовини органічного походження: нафта, природний газ, тверді горючі копалини тощо. Палива класифікують за такими основними ознаками: агрегатним станом, походженням і способом отримання, тепловою цінністю, цільовим призначенням або застосуванням. За агрегатним станом усі види палива поділяють на тверді, рідкі та газоподібні. За походженням палива ділять на нафтові та альтернативні. До альтернативних палив належать спирти, водень і майже всі види штучних вуглеводних палив. За способом отримання палива бувають природні, які використовують у тому вигляді, в якому вони існують у природі, і штучні, якщо після видобутку їх переробляють. За тепловою цінністю, тобто теплотою згоряння, палива класифікують на висококалорійні, середньо - і низькокалорійні. За цільовим призначенням паливо розрізняють: паливо для двигунів з примусовим запалюванням, реактивні та дизельні палива. Для двигунів з примусовим запалюванням відносять бензин і газоподібне паливо. Дизельне паливо виготовляють для швидкохідних двигунів (автомобільних, трактор-них тощо), для середньо- і тихохідних двигунів (суднових і стаціонарних).

Щоб одержати енергію, паливо спалюють. Наприклад, під час горіння метану (основного складника природного газу) відбувається хімічна реакція взаємодії метану та кисню, що супроводжується виділенням теплоти: CH4 + 2 O2 2 H2 O + CO2 +Q

2. Питома теплота згоряння палива. Проведемо дослід: Дві однакові склянки наповнимо водою однакової маси. Під однією склянкою запалимо одну таблетку сухого палива, а під другою - дві таблетки. Температуру води в склянках виміряємо за допомогою термометрів. Після повного згоряння сухого палива температура води у другій склянці виявиться вищою, ніж у першій. Кількість теплоти, яка виділяється під час повного згоряння палива, залежить від маси палива. Проведемо дослід: Дві склянки заповнюємо водою однакової маси. Під однією склянкою спалюємо таблетку сухого пального, а під іншою — шматочок деревини, який дорівнює сухому пальному за масою. Після повного згоряння палива вимірюємо температуру води в склянках. Вона виявляється різною. Кількість теплоти, яка виділяється під час повного згоряння палива, залежить від роду речовини.

Питома теплота згоряння палива — це фізична величина, яка характеризує певне паливо і чисельно дорівнює кількості теплоти, що виділяється під час повного згоряння 1 кг цього палива. Питому теплоту пароутворення позначають символом q. Питому теплоту згоряння різних видів палива визначають у лабораторних умовах і заносять до таблиць (див. табл. 6 Додатка). Наприклад, для сухих дров. Це означає, що за повного згоряння 1 кг сухих дров виділяється 10 МДж теплової енергії. Q — кількість теплоти, яка виділяється в ході повного згоряння палива q — питома теплота згоряння палива;m — маса палива.

3. Коефіцієнт корисної дії (ККД) нагрівника. Питання класу: Чи все тепло, яке виділяється під час згоряння газу передається каструлі? Під час згоряння палива, до тіла, яке нагрівають, вдається передати лише частину кількості теплоти, яка виділяється під час згоряння палива. По-перше, жодне паливо не може в реальних умовах згоріти повністю. По-друге, якась частина енергії витрачається марно (наприклад, виноситься з продуктами згоряння, іде на нагрівання навколишнього середовища).

Коефіцієнт корисної дії нагрівника — це фізична величина, яка характеризує ефективність нагрівника й дорівнює відношенню корисно спожитої теплоти до всієї теплоти, яка може бути виділена під час повного згоряння палива. — коефіцієнт корисної дії нагрівника; — корисно спожита теплота; — теплота, яка виділяється в процесі повного згоряння палива. Зазвичай ККД подають у відсотках:

Домашнє завдання. Вивчити § 15. Вправа № 15 (1, 2, 3).