Чому дорівнює питома теплота згоряння
Відомо, що багато речовин горять. При цьому виділяється велика кількість тепла (Q), і утворюються інші речовини. Так, наприклад, в процесі горіння вугілля (C) він взаємодіє з киснем повітря (O2). При цьому утворюється оксид вуглецю (CO2) і виділяється тепло.
Чому ж при горінні виділяється тепло? Тепло - це енергія. У молекулах атоми пов'язані між собою хімічними зв'язками. Щоб їх розірвати, необхідна енергія. Однак при утворенні хімічних зв'язків енергія виділяється. Оскільки при горінні утворюються речовини, то виділяється енергія. Причому її більше, ніж тій, яка потрібна на руйнування хімічних зв'язків вихідних речовин. В результаті ми спостерігаємо виділення енергії у вигляді тепла.
Однак самі речовини бувають різними, також різними будуть і продукти їх горіння. А у різних молекул різна енергія хімічних зв'язків. Отже, при горінні різних речовин виділяється різна кількість енергії. У зв'язку з цим вводиться така фізична величина як питома теплота згоряння конкретного речовини (палива).
Питома теплота згоряння палива чисельно дорівнює кількості теплоти, яка виділяється при згорянні 1 кг цього палива. Таким чином, одиницею виміру питомої теплоти згорання є джоуль на кілограм (Дж / кг). Питома теплота згоряння позначається буквою q:
Зрозуміло, що при згорянні двох кілограмів того ж палива виділиться в два рази більше тепла. Взагалі, щоб знайти кількість тепла, що виділяється при горінні речовини, слід помножити питому теплоту його згоряння на його масу:
При вирішенні завдань значення q беруть з таблиці питомих теплот згоряння різних видів палива. Дослідним шляхом питому теплоту згоряння встановлюють методом калориметрії.
Питомі теплоти згорання речовин зазвичай має досить великі значення. Так, q кам'яного вугілля дорівнює 27 * 10 6 Дж / кг, або 27 МДж / кг. Для природного газу це значення дорівнює 44 мільйонам джоулів на кілограм, а для водню 120-ти.
Зрозуміло, що чим більше питома теплота згоряння палива, тим краще, так як потрібно менше палива для виділення необхідної кількості тепла.