Та навіщо вона потрібна, ця питома теплота згоряння

Після пристосування в давнину вогню для своїх потреб людина постійно займався пошуком якихось нових варіантів застосування вогню і нових видів палива. В якості палива використовувалися різні типи горючих речовин: тверді, рідкі, газоподібні. І причому у всьому цьому питома теплота згоряння?

За визначенням кількість тепла, отримане при згорянні 1 кг твердої речовини або 1 куб. метра газоподібної речовини, - це і є питома теплота згоряння. Для її виміру використовується Джоуль на кілограм (або на кубічний метр) або калорія на кілограм.

Вже з самого визначення стає ясно, що таке поняття як питома теплота згоряння дозволяє порівнювати різні види палива між собою. По суті, це означає, скільки енергії у вигляді тепла можна отримати від одиниці палива. У кожного речовини ця величина буде різною. Для більш ясного розуміння звернемося до довідників.

Виходить, що у дров питома теплота згоряння становить 8,4-11 МДж / кг, а ось для вугілля це буде 15-16 МДж / кг. Що це означає?

А тут все дуже просто. Один кілограма вугілля при згорянні дає тепла більше майже в два рази, ніж виходить при згорянні кілограма дров, причому тут мова йде про дровах з певною вологістю. Бо якщо вологість дров буде висока, то частина теплової енергії піде на випаровування і пароутворення води, що міститься в дровах, і підсумковий результат буде ще гірше.

Ще можна розглянути практичне застосування цього поняття до техніки. Повернемося трохи назад, в епоху паровозів і пароплавів. Вже з того, що ми бачимо, питома теплота згоряння палива (для вугілля і дров) різна, з цього стає ясно, що на один і той же шлях паровозу або пароплаву буде потрібно дров більше, ніж вугілля. Звичайно, якщо виходити з того, що енергії вони витрачають на дорогу однаково, незалежно від виду палива.

І ще висновок напрошується з наведеного прикладу. Знаючи питому теплоту згоряння, можна визначити, скільки кілометрів зможе проїхати паровоз або проплисти пароплав, маючи запас палива вугіллям або дровами. Якщо з запасом палива помилитися, то весь рух за маршрутом закінчиться.

Ось вже є практичне застосування на перший погляд незрозумілого і непотрібного параметра. Можна порівнювати різні речовини і визначати можливість їх застосування в конкретній ситуації як паливо, а також оцінювати наслідки цього застосування.

Останнім часом ведеться дуже багато розмов про перехід на інші джерела енергії замість бензину. Якщо придивитися до цієї проблеми з точки зору енергетичної можливості палива, то, не торкаючись ніяких інших сторін цього питання, ситуація стає ясною і прозорою. Так, для прикладу і подальших міркувань, питома теплота згоряння бензину становить 44-47 МДж / кг, спирту етилового - 27 МДж / кг. І хоча спирт етиловий підходить для застосування в якості палива для ДВС, при порівнянні наведених даних виходить приблизно така ж ситуація, як вищеописана, з дровами і вугіллям. Спирту етилового треба більше, проїде автомобіль на одній заправці менше, та й потужність двигуна при використанні спирту впаде.

Правда, відноситься це до спирту етилового або метиловому. Якщо ж в якості палива використовувати спирт бутиловий, у якого питома теплота згоряння така ж, як у бензину, то практичні досліди автовиробників підтверджують можливість його застосування в якості моторного палива замість бензину, але це вже не стосується розглянутого питання.

Отже, стає ясно, що питома теплота згоряння є енергетичною характеристикою речовини, зокрема, палива. Ця величина дозволяє порівнювати можливості різних речовин і матеріалів, оцінювати їх переваги та недоліки.