Удельная теплота сгорания — формула и обозначения
Покажем, как применять знание физики в жизни
Начать учиться
Погреться у батареи зимой и заварить чаёк не получилось бы, если бы человечество не научилось использовать энергию. А рождается эта энергия благодаря сгоранию топлива.
Виды топлива
Человеку очень нужно тепло для всех процессов жизнедеятельности: например, для обогрева жилища, готовки, плавления металлов и получения других видов энергии. Чтобы получать тепло и свет, человек использует топливо. Когда люди впервые добыли огонь, без топлива тоже не обошлось — им послужила древесина.
Топливо — это любое вещество, выделяющее энергию в ходе сгорания.
Существует четыре группы видов топлива:
- твердое топливо,
- жидкое топливо,
- газообразное топливо.
На самом деле есть еще четвертая группа — ядерное топливо, но в этом случае механизм получения энергии другой. О нем мы рассказали в статье про ядерный реактор.
К твердому топливу относятся:
- древесина,
- горючие сланцы,
- уголь,
- торф.
Ископаемые твердые виды топлива, кроме сланцев, являются продуктом разложения органической массы растений. Торф — самый молодой из них, он представляет собой плотную массу, которая образовалась из перегнивших болотных растений. Уже не такие молодые (скажем, средних лет 🤣) бурые угли — это темная однородная масса, которая окисляется и рассыпается на свежем воздухе. Горючие сланцы — полезные ископаемые, дающие смолу. Каменные угли — ребята с повышенной прочностью и небольшой пористостью.
Жидкое топливо — это, например, бензин или нефть. Газообразное — это смесь, содержащая в себе водород и окись углерода.
В горючей части топлива всегда есть углерод, кислород, водород, сера и азот. Кислород в соединении с углеродом или водородом уменьшает тепло, которое выделяется в процессе горения. Азот переходит в продукты сгорания, не окисляясь. Сера — вредная примесь, при сгорании которой выделяется в 4 раза меньше теплоты, чем при сгорании углерода.
Пятерка по физике у тебя в кармане!
Решай домашку по физике на изи. Подробные решения помогут разобраться в сложной теме и получить пятерку!
Удельная теплота сгорания топлива
Удельная теплота сгорания определяет энергетическую ценность топлива. Эта величина фигурирует в формуле количества теплоты, выделяемого при сгорании топлива.
Количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива Q = qm Q — количество теплоты [Дж] q — удельная теплота сгорания [Дж/м3] m — масса [кг] |
Удельная теплота сгорания — это табличная величина, которая показывает, какое количество энергии выделится при сгорании 1 кг топлива.
Ниже представлены таблицы с некоторыми значениями удельной теплоты сгорания.
Твердое топливо
Вещество | Удельная теплота сгорания, МДж/кг |
---|---|
Бурый уголь | 9,3 |
Древесный уголь | 29,7 |
Сухие дрова | 8,3 |
Древесные чурки | 15,0 |
Каменный уголь марки А-I | 20,5 |
Каменный уголь марки А-II | 30,3 |
Кокс | 30,3 |
Порох | 3,0 |
Торф | 15,0 |
Жидкое топливо
Вещество | Удельная теплота сгорания, МДж/кг |
---|---|
Бензин, нефть | 46,0 |
Дизельное топливо | 42,0 |
Керосин | 43,0 |
Мазут | 40,0 |
Этиловый спирт | 27,0 |
Газообразное топливо
Вещество | Удельная теплота сгорания, МДж/м³ |
---|---|
Водород | 120,8 |
Генераторный газ | 5,5 |
Коксовый газ | 16,4 |
Природный газ | 35,5 |
Светильный газ | 21,0 |
Решение задач
Задачка простая
В топке паровой машины сгорело 50 кг каменного угля, удельная теплота сгорания которого равна 30 МДж/кг. Какое количество теплоты выделилось в этом процессе?
Решение
В условии задачи есть все необходимые данные, поэтому переводим их в СИ и подставляем в формулу.
СИ — международная система единиц. «Перевести в СИ» означает перевести все величины в метры, секунды и другие единицы измерения без приставок. Исключение — килограмм с приставкой «кило».
Переводим удельную теплоту сгорания в СИ:
30 МДж/кг = 30 000 000 Дж/кг
Подставляем значения в формулу:
Q = qm = 30 000 000 50 = 1 500 000 000 = 1500 МДж
Ответ: в процессе сгорания выделилось 1500 МДж.
Задачка сложная
Сколько килограммов воды можно нагреть на спиртовке при температуре 30°С, если сжечь в ней 21 грамм спирта? КПД спиртовки равен 30%.
Удельная теплота сгорания спирта — 2,9·107 Дж/кг.
Удельная теплоемкость воды — 4200 Дж/(кг·°С).
Решение
кг
Ответ: можно нагреть 1,45 кг воды.
Попробуйте подготовку к ЕГЭ по физике онлайн с опытным преподавателем в Skysmart!
Карина Хачатурян
К предыдущей статье
146.7K
Ускорение свободного падения
К следующей статье
Фотон
Получите индивидуальный план обучения физике на бесплатном вводном уроке
На вводном уроке с методистом
Выявим пробелы в знаниях и дадим советы по обучению
Расскажем, как проходят занятия
Подберём курс
Формула количества теплоты в физике
Содержание:
- Определение и формула количества теплоты
- Формула расчета теплоты при изменении температуры
- Формула количества теплоты при фазовых переходах
- Единицы измерения количества теплоты
- Примеры решения задач
Определение и формула количества теплоты
Внутреннюю энергию термодинамической системы можно изменить двумя способами:
- совершая над системой работу,
- при помощи теплового взаимодействия.
Передача тепла телу не связана с совершением над телом макроскопической работы. В данном случае изменение внутренней энергии вызвано тем, что отдельные молекулы тела с большей температурой совершают работу над некоторыми молекулами тела, которое имеет меньшую температуру. В этом случае тепловое взаимодействие реализуется за счет теплопроводности. Передача энергии также возможна при помощи излучения. Система микроскопических процессов (относящихся не ко всему телу, а к отдельным молекулам) называется теплопередачей. Количество энергии, которое передается от одного тела к другому в результате теплопередачи, определяется количеством теплоты, которое предано от одного тела другому.
Определение
Теплотой называют энергию, которая получается (или отдается) телом в процессе теплообмена с окружающими телами (средой). Обозначается теплота, обычно буквой Q.
Это одна из основных величин в термодинамике. Теплота включена в математические выражения первого и второго начал термодинамики. Говорят, что теплота – это энергия в форме молекулярного движения.
Теплота может сообщаться системе (телу), а может забираться от нее. Считают, что если тепло сообщается системе, то оно положительно.
Формула расчета теплоты при изменении температуры
Элементарное количество теплоты обозначим как $\delta Q$. Обратим внимание, что элемент тепла, которое получает (отдает) система при малом изменении ее состояния не является полным дифференциалом. Причина этого состоит в том, что теплота является функцией процесса изменения состояния системы.
Элементарное количество тепла, которое сообщается системе, и температура при этом меняется от Tдо T+dT, равно:
$$\delta Q=C d T(1)$$
где C – теплоемкость тела. Если рассматриваемое тело однородно, то формулу (1) для количества теплоты можно представить как:
$$\delta Q=c m d T=\nu c_{\mu} d T(2)$$
где $c=\frac{C}{m}$ – удельная теплоемкость тела, m – масса тела, $c_{\mu}=c \cdot \mu$ — молярная теплоемкость, $\mu$ – молярная масса вещества, $\nu=\frac{m}{\mu}$ – число молей вещества.
Если тело однородно, а теплоемкость считают независимой от температуры, то количество теплоты ($\Delta Q$), которое получает тело при увеличении его температуры на величину $\Delta t = t_2 — t_1$ можно вычислить как:
$$\Delta Q=c m \Delta t(3)$$
где t2, t1 температуры тела до нагрева и после. Обратите внимание, что температуры при нахождении разности ($\Delta t$) в расчетах можно подставлять как в градусах Цельсия, так и в кельвинах.
Формула количества теплоты при фазовых переходах
Переход от одной фазы вещества в другую сопровождается поглощением или выделением некоторого количества теплоты, которая носит название теплоты фазового перехода.
Так, для перевода элемента вещества из состояния твердого тела в жидкость ему следует сообщить количество теплоты ($\delta Q$) равное:
$$\delta Q=\lambda d m$$
где $\lambda$ – удельная теплота плавления, dm – элемент массы тела. При этом следует учесть, что тело должно иметь температуру, равную температуре плавления рассматриваемого вещества. При кристаллизации происходит выделение тепла равного (4).
Количество теплоты (теплота испарения), которое необходимо для перевода жидкости в пар можно найти как:
$$\delta Q=r d m$$
где r – удельная теплота испарения. При конденсации пара теплота выделяется. Теплота испарения равна теплоте конденсации одинаковых масс вещества.
Единицы измерения количества теплоты
Основной единицей измерения количества теплоты в системе СИ является: [Q]=Дж
Внесистемная единица теплоты, которая часто встречается в технических расчетах. [Q]=кал (калория). 1 кал=4,1868 Дж.
Примеры решения задач
Пример
Задание. Какие объемы воды следует смешать, чтобы получить 200 л воды при температуре t=40С, если температура одной массы воды t1=10С, второй массы воды t2=60С?
Решение. Запишем уравнение теплового баланса в виде:
$$Q=Q_{1}+Q_{2}(1.1)$$
где Q=cmt – количество теплоты приготовленной после смешивания воды; Q1=cm1t1 — количество теплоты части воды температурой t1 и массой m1; Q2=cm2t2— количество теплоты части воды температурой t2 и массой m2.
Из уравнения (1.1) следует:
$$ \begin{array}{l} \mathrm{cmt}=\mathrm{cm}_{1} t_{1}+\mathrm{~cm}_{2} t_{2} \rightarrow \mathrm{mt}=\mathrm{m}_{1} t_{1}+\mathrm{~m}_{2} t_{2} \rightarrow \\ \rightarrow \rho \mathrm{Vt}=\rho V_{1} t_{1}+\rho \mathrm{V}_{2} t_{2} \rightarrow \mathrm{Vt}=V_{1} t_{1}+V_{2} t_{2}(1.2) \end{array} $$
При объединении холодной (V1) и горячей (V2) частей воды в единый объем (V) можно принять то, что:
$$$ V=V_{1}+V_{2}(1. 3) $$$
Так, мы получаем систему уравнений:
$$ \left\{\begin{array}{c} V t=V_{1} t_{1}+V_{2} t_{2} \\ V=V_{1}+V_{2} \end{array}\right. $$
Решив ее получим:
$$ \begin{array}{l} V_{1}=\frac{\left(t_{2}-t\right)}{t_{2}-t_{1}} V \\ V_{2}=\frac{\left(t-t_{1}\right)}{t_{2}-t_{1}} V \end{array} $$
Проведем вычисления (это можно сделать, не переходя в систему СИ):
$$ \begin{array}{l} V_{1}=\frac{(60-40)}{60-10} 200=80 \text { (л) } \\ V_{2}=\frac{(40-10)}{60-10} 200=120 \text { (л) } \end{array} $$
Ответ. V1=80 л, V2=120 л.
236
проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности
Мы помогли уже 4 396 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!
Пример
Задание. {*}\right) \end{array} $$
Ответ. $\Delta Q$=1700 Дж
Читать дальше: Формула напряженности магнитного поля.
Теплота Определение и значение | Dictionary.com
- Лучшие определения
- Синонимы
- Викторина
- Связанный контент
- Примеры
- Британский
Показывает уровень оценки на основе слова сложность.
[ wawrmth ]
/ wɔrmθ /
Сохрани это слово!
См. синонимы слова «тепло» на сайте Thesaurus.com
Показывает уровень обучения в зависимости от сложности слова.
сущ.
качество или состояние тепла; умеренное или слабое тепло.
ощущение умеренного жара.
живость чувств, эмоций или симпатий; пыл или рвение; энтузиазм или рвение: она высказала свое мнение с большой теплотой. В его приветствии и рукопожатии была теплота.
качество близости и привязанности: все дети нуждаются в тепле и привязанности своих семей.
эффект яркости, жизнерадостности, уюта и т. д., достигаемый за счет использования теплых тонов: После косметического ремонта в комнате стало тепло.
средство или способность создавать ощущение тепла: куртка с небольшим количеством тепла.
легкий гнев или раздражение: Ее отрицание предало некоторую теплоту.
ДРУГИЕ СЛОВА, ОБОЗНАЧАЮЩИЕ тепло
3 тепло, огонь, дух, энергия.
4 нежность, ласка, ласка.
См. синонимы слова «тепло» на Thesaurus.com
ВИКТОРИНА
МОЖЕТЕ ЛИ ВЫ ОТВЕЧАТЬ НА ЭТИ ОБЩИЕ ГРАММАТИЧЕСКИЕ ДИСКУССИИ?
Есть грамматические дебаты, которые никогда не умирают; и те, которые выделены в вопросах этой викторины, наверняка снова всех разозлят. Знаете ли вы, как отвечать на вопросы, которые вызывают самые ожесточенные споры по грамматике?
Вопрос 1 из 7
Какое предложение правильное?
Происхождение слова «тепло»
Впервые записано в 1125–1175 гг. , слово «тепло» происходит от среднеанглийского слова «wermth». См. «теплый», -th 1 сущ.
Слова рядом тепло
согревать, теплый сектор, теплое место, теплая весна, теплые источники, тепло, согревать скамейку, согревать сердцевину, теплый тон, согревать, теплый прием
Dictionary.com Полный текст На основе Random House Unabridged Dictionary, © Random House, Inc. 2023
Слова, относящиеся к теплоте
энтузиазм, волнение, страсть, привязанность, дружелюбие, гостеприимство, доброта, искренность, сочувствие, пыл, сострадание, рвение, дух, пыл , эмоции, чувства, рвение, дружелюбие, радушие, сердечность
Как использовать тепло в предложении
Лучшие пледы с подогревом обеспечат безопасное, регулируемое тепло и полный комфорт без различимых проводов, а только ощущение плюша , декадентское тепло.
Лучшее одеяло с подогревом: возьмите с собой эти электрические одеяла|PopSci Commerce Team|11 февраля 2021 г.|Popular-Science
Мы рекомендуем взять с собой это и, возможно, одну или две одноразовые грелки для рук, на всякий случай нужно еще больше тепла в эти оживленные ранние утра.
Лучшие грелки для рук: защищайте от холода во время ваших любимых зимних занятий|Команда PopSci Commerce|10 февраля 2021 г.|Popular-Science
Хотя долговечность и тепло являются важными качествами, я больше всего ценю ловкость Fall Line.
Лучшие лыжные перчатки — самые простые|Джо Джексон|10 февраля 2021 г.|Внешний Интернет
Ищите дополнительное тепло во время работыЕсли ваша работа вынуждает вас находиться на улице или в неотапливаемых помещениях, вам необходимо защитить себя от элементы с лучшим снаряжением для холодной погоды.
Лучший жилет с подогревом: победите холодную погоду с помощью правильного зимнего снаряжения|PopSci Commerce Team|9 февраля 2021 г.|Popular-Science
Облака могут увеличиться в течение дня, лишив нас части солнечного тепла .
Прогноз для округа Колумбия: Сегодня станет теплее и ветрено. Вероятность выпадения снега возрастает с вечера субботы до воскресенья.|A. Кэмден Уокер|5 февраля 2021 г. |Washington Post
Ароматы лучше раскрываются в тепле, а холод притупляет их.
Шампанское: вы все пьете неправильно|Кейли Калп|20 декабря 2014|DAILY BEAST
Пока Сара, ее сестра и мать направлялись к теплу дома, демонстрация продолжалась.
Убийство в синагоге: когда копам приходится убивать|Майкл Дейли|10 декабря 2014 г.|DAILY BEAST
Даже ее самые экстремальные замечания произносятся с улыбкой, поскольку она излучает теплоту дружелюбной соседки из маленького городка.
Де-Мойн Джони Эрнст зарегистрировал дисс, просто уничтожив ее «Айова-Ницца»?|Бен Джейкобс|25 октября 2014|DAILY BEAST
Тепло и душа, которые вы получаете от танцев, если кто-то собирался помешать тебе это сделать?
Найджел Литгоу о том, как спасти реалити-шоу, «В городе» и «Горбатый бальный зал» | Кевин Фэллон | 22 октября 2014 г. | DAILY BEAST
Я завернулся в свое пончо, чтобы согреться, и стал ждать в тихой темноте.
Духовное путешествие с колумбийскими шаманами|Крис Олбриттон|24 августа 2014 г.|DAILY BEAST
Средний тон выражает теплоту, эмоции и сердечные качества.
Культура экспрессивного голоса|Джесси Элдридж Саутвик
Чувство к мелочам, вероятно, несет в себе тепло юной личной симпатии.
Детские пути|Джеймс Салли
Мисс Энн ласково улыбнулась, не видя его недоумения, забавляясь его южной теплотой.
Веселые приключения Аристида Пужоля|Уильяма Дж. Локка
Наша дружба была тесной и интимной, такой, какая зарождается в тепле юности и которую растворяет только могила.
Пятьдесят лет железнодорожной жизни в Англии, Шотландии и Ирландии|Джозеф Татлоу
Чтобы по достоинству оценить тихий комфорт и искреннее тепло английского очага.
Glances at Europe|Horace Greeley
Определения слова warmth из Британского словаря
warmth
/ (wɔːmθ) /
существительное
90 016 состояние, качество или ощущение теплаинтенсивность эмоцийон отрицал обвинение с некоторой теплотой
привязанность или сердечность
Английский словарь Коллинза — полное и полное цифровое издание 2012 г. © William Collins Sons & Co. Ltd., 1979, 1986 © HarperCollins Издатели 1998, 2000, 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2012
Определение и значение тепла – Merriam-Webster
: качество или состояние тепла при температуре
2
: качество или состояние тепла в ощущении
ребенок, нуждающийся в человеческом тепле и семейной жизни
3
: светящийся эффект за счет использования теплых цветов
Синонимы
- теплохладность
- холодность
- холодность
- теплота
Просмотреть все синонимы и антонимы в тезаурусе
Примеры предложений
я чувствовал тепло камина. Она наслаждалась теплом их похвалы. Они обладали любезностью и теплотой , которые успокаивали своих гостей.
Недавние примеры в Интернете Улыбающиеся экспонаты тепло , объясняет Филдс. — Алексис Джонс, Женское здоровье , 4 мая 2023 г. теплоты, сострадания и таланта хирурга в его адрес посыпались дань уважения бывшими пациентами, коллегами и персоналом больницы. —К.С. Бейкер, Peoplemag , 1 мая 2023 г. Это утяжеленное одеяло мягкое и удобное с идеальным весом, теплота и текстура. — Эрика Ригл, Better Homes & Gardens , 28 апреля 2023 г. Наше тепло , наша доброта, моя семья, культура. — Изабела Райгоза, Billboard , 26 апреля 2023 г. Утром преобладает солнечный свет, но облака, вероятно, поднимаются в полдень, а во второй половине дня тепло . — Дэн Стиллман, 9 лет.0239 Washington Post , 22 апреля 2023 г. Осталось безмолвное эхо человеческого тепла , самоотверженности и ответа на простой вопрос. — Энджи Марточчио, Rolling Stone , 21 апреля 2023 г. В дополнение к теплу , Национальная метеорологическая служба заявила, что, по прогнозам, сухие и ветреные условия вызовут широко распространенные погодные условия повышенной пожароопасности в частях Высоких равнин и центральных равнин на Среднем Западе и Северо-Востоке. — Марина Питофски, 9 лет0239 США СЕГОДНЯ , 12 апреля 2023 г. Воздействие как на окружающую среду, так и на поле будет усиливаться с каждым дополнительным теплым . — Девика Рао, Неделя , 7 апреля 2023 г. Узнать больше
Эти примеры программно скомпилированы из различных онлайн-источников, чтобы проиллюстрировать текущее использование слова «тепло». Любые мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв об этих примерах.
История слов
Первое известное использование
13 век, в значении, определенном в смысле 1
Путешественник во времени
Первое известное использование тепло было в 13 веке
Посмотреть другие слова из того же века Теплый весенний апач
тепло
согреть моллюски чьего-то сердца
Посмотреть другие записи рядом
Процитировать эту запись
Стиль
MLAChicagoAPAMMercriam-Webster
«Тепло». Словарь Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/warmth. Доступ 15 мая. 2023.
Copy Citation
Kids Definition
тепло
существительное
ˈwȯ(ə)rm(p)th
1
: качество или состояние тепла при температуре
2
а
: качество или состояние тепла в ощущении
наслаждались теплом их похвалами
б
: светящийся эффект за счет использования теплых цветов
Еще от Merriam-Webster на
warmthАнглийский: Перевод warmth для говорящих на испанском языке
Britannica English: Перевод warmth для говорящих на арабском языке
Britannica.