Розрахунок кількості теплоти
Розрахунок кількості теплоти. Питома теплоємність
Кількість теплоти (Q) - енергія, яку отримує або втрачає тіло при теплопередачі. Кількість теплоти є однією з основних термодинамічних величин.
Кількість теплоти є функцією процесу, а не функцією стану, тобто кількість теплоти, отримане системою, залежить від способу, яким вона була приведена в поточний стан.
Кількість теплоти, необхідне для нагрівання тіла, прямо пропорційно його масі і зміни температури Q = cm (t2 - t1), де Q - кількість теплоти, m - маса тіла, t2 - кінцева температура тіла, t1 - початкова температура тіла, з - питома теплоємність.
Кількість теплоти при нагріванні і охолодженні: Q = cm (t2 - t1)
Питома теплоємність (c) речовини визначається як кількість теплової енергії, необхідної для підвищення температури одного кілограма речовини на один градус Цельсія.
Одиницею СІ для питомої теплоємності є Джоуль на кілограм-Кельвін. Отже, питому теплоємність можна розглядати як теплоємність одиниці маси речовини. На значення питомої теплоємності впливає температура речовини. Наприклад, вимір питомої теплоємності води дасть різні результати при 20 ° C і 60 ° C.
Формула розрахунку питомої теплоємності: c = Q / m ((t2 - t1). Де c - питома теплоємність, Q - кількість теплоти, отримане речовиною при нагріванні (або виділилася при охолодженні), m - маса нагрівається (охолоджується) речовини , (t2 - t1) - різниця кінцевої і початкової температур речовини.
Горіння. Питома теплота згоряння палива
Горіння - складний фізико-хімічний процес перетворення компонентів горючої суміші в продукти згоряння з виділенням теплового випромінювання, світла і променевої енергії. Наближено можна описати природу горіння як бурхливо йде окислення.
Дозвуковое горіння (дефлаграція) на відміну від вибуху і детонації протікає з низькими швидкостями і не пов'язане з утворенням ударної хвилі. До дозвукових горіння відносять нормальне ламинарное і турбулентний поширення полум'я, до надзвукового - детонацію.
Горіння підрозділяється на теплове і ланцюгове. В основі теплового горіння лежить хімічна реакція, здатна протікати з прогресуючим самоускорением, в наслідок, накопичення тепла, що виділяється. Ланцюгове горіння зустрічається у випадках деяких газофазних реакцій при низькому тиску.
Умови термічного самоускорения можуть бути забезпечені для всіх реакцій з досить великими тепловими ефектами і енергіями активації.
Горіння може початися мимовільно в результаті самозаймання або бути ініційованим запалюванням. При фіксованих зовнішніх умовах безперервне горіння може протікати в стаціонарному режимі, коли основні характеристики процесу - швидкість реакції, потужність тепловиділення, температура і склад продуктів - не змінюються в часі, або в періодичному режимі, коли ці характеристики коливаються біля своїх середніх значень. Внаслідок сильної нелінійної залежності швидкості реакції від температури, горіння відрізняється високою чутливістю до зовнішніх умов. Це ж властивість горіння обумовлює існування кількох стаціонарних режимів при одних і тих же умовах (гістерезисна ефект).
Малюнок 8 - Горіння сірники
Питома теплота згоряння (q) - це величина, що показує, яка кількість теплоти виділяється при повному згорянні палива масою 1 кг або об'ємом 1 мі.
Кількість теплоти при згорянні палива: Q = mq
Питома теплота згоряння вимірюється в Дж / кг (Дж / мі) або калорія / кг (калорія / мі). Для експериментального вимірювання цієї величини використовуються методи калориметрії.
Чим більше питома теплота згоряння палива, тим менше питома витрата палива при тій же величині коефіцієнта корисної дії (ККД) двигуна.