Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Энергия сгорания нефти


Энергия топлива. Удельная теплота сгорания

Разделы: Физика

Цель урока: Раскрыть основные научные положения темы. Обобщить знания учащихся по данной теме во взаимосвязи с природой и жизнедеятельностью человека.

Задачи урока:

Образовательные:

  • углубить знания учащихся о топливе, ввести понятие удельной теплоты сгорания топлива;
  • выяснить сущность процесса горения с точки зрения молекулярной теории;
  • сформировать обобщенное, целостное представление полученных знаний об окружающем мире.

Воспитательные:

  • воспитать интерес к предмету и окружающему миру;
  • воспитать у учащихся уважение к природе, науке и друг к другу.

Развивающие:

  • Развить умение логического мышления, полноты и аргументированности высказываний;
  • усилить коммуникативные свойства речи;
  • развить способности учащихся систематизировать ранее полученные знания;

Оборудование:

  • коллекция видов топлива;
  • таблица "Удельная теплота сгорания некоторых видов топлива";
  • модели молекул углерода и кислорода;
  • фольга размером 2·2 см - две штуки на парту, картон размером 10·20 см - одна штука на парту, пипетки медицинские, пузырьки со спиртом и бензином, вата, спички.

Ход урока

Учитель: Сообщение темы урока и целей урока.

I. Устный опрос:

  • Какие виды энергии вы знаете?
  • Что называется внутренней энергией?
  • Какими способами можно изменить внутреннюю энергию?
  • Как можно рассчитать изменение внутренней энергии при теплопередаче?

II. Объяснение новой темы (беседа с учащимися)

Учитель: Внутреннюю энергию частично можно использовать не только в процессе теплопередачи, но и в процессе горения топлива. Что такое топливо?

Учащиеся: Вещество, которое способно гореть и выделять при горении тепло.

Учитель: История развития человечества теснейшим образом связана с получением и использованием энергии. Уже в древнем мире люди использовали тепловую энергию для обогрева жилища, для приготовления еды, при изготовлении из меди, бронзы, железа и других металлов предметов быта, инструментов. Эту энергию получали при сжигании топлива.

Учитель: Какие виды топлива вы знаете?

Учащиеся: Торф, уголь, бензин, дрова и т. д.

Учитель: С древнейших времен были известны древесина и торф, дающие при сжигании большое количество теплоты. Сейчас формулировка "топливо" включает все вещества, которые дают при сжигании большое количество теплоты, широко распространенные в природе или добываемые промышленным способом. К топливу относятся нефть и нефтепродукты (керосин, бензин, мазут, дизельное топливо), уголь, природный горючий газ, растительные отходы (солома, лузга и т.п.), горючие сланцы, а в настоящее время и вещества, используемые в ядерных реакторах на АЭС и ракетных двигателях.

Классификацию топлива можно провести по его агрегатному состоянию и по его происхождению. По агрегатному состоянию топливо может быть и твердым (уголь, торф, древесина, сланцы), и жидким (нефть и нефтепродукты), и газообразным (природный газ). По происхождению топливо делится на природное (древесина, солома, торф, бурый и каменный уголь, антрацит, горючие сланцы, нефть, природный газ) и искусственное (кокс, торфяные брикеты, моторные топлива и др). Рассмотрим различные виды топлива из коллекции.

Давайте попытаемся выяснить, почему в результате сгорания топлива выделяется энергия? Для этого нужно вспомнить строение вещества. Из чего состоит вещество?

Учащиеся: Все вещества состоят из молекул, которые состоят из атомов, между которыми есть промежутки.

Учитель: Почему не распадаются вещества на отдельные атомы, несмотря на то, что есть промежутки?

Учащиеся: Чтобы молекулы разделить на атомы, нужно преодолеть силы притяжения то есть, совершить работу, а значит увеличить энергию атомов.

Учитель: При соединении атомов наоборот: энергия будет выделяться. При горении происходит образование из атомов молекул. Обычное топливо содержит углерод. Вы знаете, что без доступа кислорода, воздуха, горение не возможно. При горении атомы углерода соединяются с атомами кислорода, которые содержатся в воздухе.

На доске учитель показывает модели атомов углерода, кислорода и образовавшуюся молекулу углекислого газа.

Учитель: Каждый атом углерода соединяется с двумя атомами кислорода, при этом образуется молекула углекислого газа и выделяется энергия в виде тепла. Важно уметь рассчитывать энергию, которая выделяется при сгорании. Как определить, какое количество теплоты выделяется при сгорании топлива? Опытным путем находят, какое количество теплоты выделится при полном сгорании одинакового количества топлива различных видов.

III. Проделаем опыт:

Положим на картон кусочки фольги, на них два одинаковых комочка ваты с булавочную головку. На один кусочек ваты капнем спирт, а на другой бензин и зажжем их одновременно. Когда спирт и бензин сгорят, полностью прикоснитесь к кусочкам фольги.

Учитель: Одинаково ли нагрелись кусочки фольги?

Учащиеся: Кусочек фольги, где сгорел бензин, нагрелся сильнее.

Учитель: Какое топливо спирт или бензин, выделило больше тепла при полном сгорании?

Учащиеся: Бензин выделил больше тепла, чем спирт.

Учитель: Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг, называют удельной теплотой сгорания топлива, и обозначают q. Единица измерения удельной теплотой сгорания топлива 1 Дж/кг.

IV. Рассмотрим таблицу "Удельная теплота сгорания некоторых видов топлива"

Учитель: Из таблицы видно, что удельная теплота сгорания торфа 1,4·107 Дж/кг. Это значит, что при полном сгорании торфа массой 1 кг выделится 1,4·107 Дж теплоты.

Учитель: В таблице напротив слова нефть стоит 4,4·107 Дж/кг. Что это означает?

Учащиеся: При полном сгорании нефти массой 1 кг выделится 4,4·107 Дж теплоты.

Учитель: А если сжечь 2 кг нефти?

Учащиеся: Тогда полном сгорании нефти массой 2 кг выделится теплоты в два раза больше, то есть 4,4·107 Дж.

Учитель: Чтобы подсчитать количество теплоты Q, выделяющееся при сгорании топлива любой массы m, нужно удельную теплоту сгорания топлива q умножить на массу сгоревшего топлива: Q=q·m

V. Решение задач (работа у доски)

  1. Сколько теплоты выделится при полном сгорании 0,5 литров керосина.
  2. Сколько воды можно нагреть от 20 градусов Цельсия до кипения, если бы все тепло, выделенное при сгорании 840 грамм каменного угля, пошло на нагрев воды?

VI. Подведение итогов. Рефлексия.

Учитель: Итак, ребята, скажите, пожалуйста, о чем вы сегодня узнали на уроке.

  • Какие виды топлива, основанные на горении, являются наиболее распространенными? (Уголь, нефть, дрова, мазут, керосин)
  • Что является основным компонентом этих видов топлива? (Углерод)
  • Как объяснить с точки зрения строения вещества выделение энергии при горении? (Атомы углерода соединяются с молекулами кислорода, при этом выделяется энергия и образуется углекислый газ)
  • Как можно рассчитать энергию, выделяющуюся при горении топлива? (Q = q·m, q— удельная теплота сгорания, m— масса топлива)
  • Что показывает удельная теплота сгорания топлива? (Звучит определение удельной теплоты сгорания топлива.)

VII. Домашнее задание:

Изучить §10, Лукашик №№ 1038, 1039(в).

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

«Энергия сгорания топлива»

План-конспект урока

по технологии «Деятельностный подход в обучении». Учитель: Воротникова А.А. 8 А класс. Тема: «Энергия сгорания топлива». Цель: объяснить выделение энергии при сгорании топлива; ввести новую физическую величину – удельную теплоту сгорания топлива и ее единицу; получить формулу для расчета количества теплоты, выделяемое при сгорании топлива.

Ход урока.

  1. Оргмомент.
  2. Актуализация знаний.
    • Что такое внутренняя энергия?

    Ответы на вопросы вывешиваются на доске. Внутренняя энергия – это совокупность кинетической энергии движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия.

    • Что такое количество теплоты?
    Количество теплоты – это энергия, которую тело получает или отдает при теплопередаче.
    • Отчего зависит количество теплоты, необходимое для нагревания тела? (Массы вещества, рода вещества и разности температур.)
    • В каких единицах измеряется количество теплоты? (Дж).
    1. Формулировка темы и цели урока.

    Внутренней энергией обладают все тела – земля, кирпичи, облака. Однако извлечь их внутреннюю энергию довольно трудно, а порой и невозможно. Наиболее легко на нужды человека может быть использована внутренняя энергия лишь некоторых тел. К ним относятся: нефть, газ, уголь, горячие источники вблизи вулканов, морские течения и т.п.

    Рассмотрим ГАЗ, как пример ТОПЛИВА.

    Каждый день вы пьете перед школой чай и ставите греть чайник на газовую плиту. Что вы делаете перед тем, как поставить чайник на плиту?

    Дети: Зажигаем огонь. Как вы думаете, согреется ли вода, если газ не зажигать? Дети: НЕТ. Сделайте вывод: когда мы сможем получить энергию от газа? Дети: При его горении. Сформулируйте тему сегодняшнего урока. Дети формулирую тему урока. Тема урока: Энергия сгорания топлива. Для того чтобы нагреть разное количество воды необходимо разное количество энергии. Как узнать, сколько энергии нужно затратить, чтобы нагреть целый чайник? Дети: Необходимо рассчитать. Что необходимо для того, чтобы рассчитать количество теплоты? Дети: Узнать формулу. Сформулируйте цели урока, касающиеся изучения энергии сгорания топлива. Дети формулирую цели урока.
    1. Выяснить, почему при сгорании топлива выделяется энергия.
    2. Вывести формулу для расчета энергии, выделяемой при сгорании топлива.
    1. Открытие новых знаний.

    Археологи установили: остаткам первых костров около 400000 лет! Тогда огонь получали случайно (от молнии, например) и поддерживали. Позднее (около 30000 лет тому назад) безвестные гении научились добывать огонь трением, а еще позднее изобрели огниво, которым и пользовались до XIX века. Спички появились совсем недавно, в 1855 году. Так же "не спеша" расширялась сфера использования огня - от обогрева пещер и приготовления пищи до плавления металлов и создания в конце XVIII века парового универсального теплового двигателя (паровая машина). Сегодня внутренняя энергия топлива используется так широко и разнообразно, что ощущается острая нехватка угля, нефти, газа, бензина.

    Попытаемся выяснить за счет чего выделяется энергия при сгорании топлива. Одинаковая ли энергия выделяется при сжигании различных веществ, от чего это зависит? Узнайте формулу для расчета энергии сгорания топлива. Работа в группах по парам. Параграфы 10 на стр. 25

    • Физкультминутка.

    Строение молекулы воды.

    Н2О

    ___________________атома водорода

    ___________________атома кислорода Для того чтобы молекулу воды разделить на атомы, необходимо___________

    _______________________________________________________________, т.е.

    ____________________________________________________________.

    Следовательно, необходимо затратить_________________________________.

    При сжигании топлива атомы соединяются в молекулы, и происходит______

    __________________________________________________.

    С + О = СО2 + ________________

    углерод кислород углекислый газФизическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг, называется_______________________________________________________.

    Единицы измерения удельной теплоты сгорания топлива

    [q] = _________.

    1 кг топлива – 1 Дж теплоты

    2 кг топлива – 2 Дж теплоты

    m кг топлива – mq Дж теплоты

      • Что такое удельная теплота сгорания?
      • Что значит – удельная теплоты сгорания бензина 4,6 * 107 Дж/кг?
      • Формула для расчета количества теплоты, выделяемого при сгорании топлива.

      В технике сгорание топлива используется, например, в двигателе внутреннего сгорания. Рассмотрим 2 вида двигателя внутреннего сгорания.

      Двигатель внутреннего сгорания.

      Карбюраторный двигатель. Этот двигатель – одна из разновидностей двигателей внутреннего сгорания. Его название подчеркивает, что, во-первых, сгорание топлива происходит внутри двигателя, а во-вторых, существенной его деталью является карбюратор – устройство для смешивания бензина с воздухом в нужных пропорциях.

      Дизельный двигатель. В 1892 г. немецкий инженер Р. Дизель получил патент (документ, подтверждающий изобретение) на двигатель, впоследствии названный его фамилией. В цилиндры двигателя Дизеля засасывалась не смесь бензина и воздуха, как в карбюраторных двигателях, а только воздух. При сжатии воздуха температура возрастала настолько, что впрыскиваемое через специальную форсунку топливо сразу же воспламенялось (самостоятельно, без электрической искры). Образующиеся при этом газы выталкивали поршень обратно, осуществляя рабочий ход.

        • 2 типа двигателя внутреннего сгорания
        1. Первичное закрепление.

        Решим все вместе задачу. Комментировано.

        Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 10 кг древесного угля?
        1. Самостоятельная работа.

        Работа по карточкам в парах. Сколько теплоты выделится при полном сгорании нефти, масса которого 2,5 т?

        • Решение задачи.

        Вернемся к начальным целям урока.

        • Что такое удельная теплота сгорания топлива?
        • По какой формуле вычисляется количество теплоты, выделяемого при сгорании топлива?

        Дети отвечают.

        1. Повторение изученного.

        А теперь закрепим нами изученное в виде самостоятельно работы на листочках по группам.

        Решение задач по карточкам. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании спирта массой 100 г?

        Сдаются листочки с решениями. Проверка с правильным решением на доске. У кого совпало решение? У кого нет? ( У кого решение не совпало, тот останется после урока для уточнения решения данной задачи).

        1. Итоги урока.

        Не смотря на все положительные моменты сгорания топлива, обострились и экологические проблемы. Количество сжигаемого топлива таково, что выделяемые при горении продукты не успевают рассеяться и накапливаются. Нарушается работа отлаженного, тонко согласованного механизма природы: меняется состав воздуха в больших городах и вблизи крупных энергетических предприятий, накапливается углекислый газ, порождающий парниковый эффект. С этим нельзя не считаться, слишком тяжелыми могут быть последствия для каждого и всех вместе: болезни, отравления, изменения климата.

        Мероприятия по очистке воздуха от промышленных примесей:

        1. В дымоходах ставят фильтры.
        2. Увеличивают число зеленых насаждений.
        3. Мощные сооружения по очистке воздуха от пыли, бактерий, вредных газов, для обогащения воздуха кислородом.
        Желаю вам понимать положительные и отрицательные моменты сгорания топлива и уметь бережно относиться к той Земле, на которой вы живете. Домашнее задание:

        параграф 10, упр.5 (3)

        mognovse.ru

        Химическая энергия - топливо - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

        Химическая энергия - топливо

        Cтраница 1

        Химическая энергия топлива, сжигаемого в ртутном котле, расходуется на получение т кг ртутного пара и перегрев 1 кг водяного пара в перегревателе, расположенном в газоходах ртутного котла.  [1]

        Химическая энергия топлива имеет более высокое качество по сравнению с тепловой энергией в том смысле, что принципиально она полностью может быть превращена и в механическую и в электрическую энергию.  [2]

        Так химическая энергия топлива в паросиловой установке превращается в электрическую.  [3]

        Преобразование химической энергии топлива в теплоту и дальнейшее ее использование - процесс сложный, требующий специального оборудования и высококвалифицированного персонала.  [4]

        Превращение химической энергии топлива в механическую работу в двигателе всегда сопряжено с некоторыми потерями на трение, которые необходимо довести до минимума.  [5]

        Преобразование химической энергии топлива в работу по перемещению грузов и пассажиров связано с образованием токсических и вредных веществ с отработавшими газами двигателей, продуктов износа шин и антифрикционных материалов, а также потребление в больших объемах моторного топлива и масла.  [7]

        Для преобразования химической энергии топлива в механическую широко используют двигатели внутреннего сгорания, которые могут работать по двум основным термодинамическим циклам: Отто и Дизеля, базирующимся на получении механической энергии за счет сжатия, нагрева и вывода отработанного газа. В первом цикле топливо распыляется или испаряется и засасывается в рабочую камеру вместе с воздухом. Смесь топлива и воздуха сжимается, а затем воспламеняется от внешнего источника ( чаще всего им является электроискровой разряд), что и является началом генерирования энергии за счет тепла горящей смеси. Воспламенение осуществляется после того, как топливо перемещается с горячим сжатым воздухом. Требования, предъявляемые к топливу, зависят от типа двигателя. В карбюраторном двигателе, работающем по циклу Отто, следует применять топливо, не вызывающее детонации в момент сжатия топливовоздушной смеси. Необходимо, чтобы оно сгорало равномерно, без преждевременного воспламенения и не имело несгоревшего остатка.  [8]

        Для превращения химической энергии топлива в тепловую служит комплекс устройств, называемых котельной установкой.  [9]

        Для использования химической энергии топлива производится его сжигание, после чего тепло продуктов сгорания топлива преобразуется в механическую энергию и используется или непосредственно, или подвергается дальнейшему преобразованию в более удобный вид - электрическую энергию. Вместе с тем тепло продуктов сгорания используется и для ряда технологических процессов и целей отопления. Предприятия и установки, служащие целям производства, энергии в различных ее видах, называются теплоэнергетическим и ( или теплосиловыми или тепловыми) установками.  [10]

        Для превращения химической энергии топлива в тепловую служит комплекс устройств, называемых котельной установкой.  [11]

        В тепловых машинах химическая энергия топлива в лучшем случае используется только наполовину. Химическую энергию топлива можно использовать более эффективно, если отказаться от тепловой машины.  [12]

        В реактивном двигателе химическая энергия топлива в процессе сгорания превращается в тепловую, а последняя в кинетическую энергию газов, выходящих из сопла двигателя. Высокая интенсивность процесса сгорания топлива должна обеспечить достаточную скорость истечения газов из сопла. Это достигается поддержанием в камере сгорания соответствующих температуры и давления и подбором наивыгоднейшего состава топлива. Воздух подается в камеру сгорания в необходимом количестве под соответствующим давлением с помощью турбокомпрессора, приводимого во вращение газовой турбиной.  [13]

        В реактивном двигателе химическая энергия топлива в процессе сгорания превращается в тепловую, а тепловая - в кинетическую энергию газов, выходящих из сопла двигателя. Высокая интенсивность процесса сгорания топлива должна обеспечить достаточную скорость истечения газов из сопла. Воздух подается в камеру сгорания в необходимом количестве под соответствующим давлением турбокомпрессором, приводимым во вращение газовой турбиной.  [14]

        В процессе горения химическая энергия топлива превращается в тепловую.  [15]

        Страницы:      1    2    3    4

        www.ngpedia.ru

        Энергия из воды, нефти - не надо

        Данному проекту нет равных возможно, но будет и есть много противодействий  ибо это смена типа сырьевой базы современной экономики, а значит колоссальные потери для тех, кто владеет заводами, пароходами…, ну и миром тоже…..

        Современная энергетика (а точнее экономика) – это нефть. Есть нефть или газ – есть свет и тепло. Нет нефти или газа – нет света и тепла.

        Конечно,  где-то по мелочи можно и ветряк использовать, и солнцем воду разогреть в бассейне (хотя не везде). Но если речь идёт о серьёзных энергопотребителях, таких как большие города с производственными предприятиями, то конкуренцию нефти может составить, разве что, атомная энергетика. Если даже человечество и преодолеет страх перед новыми чернобылями и фукусимами, то и тогда трудно пока найти альтернативу нефтепродуктам для автомобильного, а тем более самолётного топлива.

        Но вот что удивительно: впервые о водороде как о потенциальном топливе и носителе энергии обмолвился Жюль Верн ещё в 1857 году в романе «Таинственный остров».

        «Какое топливо заменит уголь?

        – Вода, – ответил инженер.

        – Вода? – переспросил Пенкрофт…

        – Да, но вода, разложенная на составные части, – пояснил Сайрес Смит. – Без сомнения, это будет делаться при помощи электричества… Наступит день, и вода заменит топливо. Водород и кислород, из которых она состоит, окажутся таким мощным неисчерпаемым источником тепла и света, что углю до них далеко!»

        Эти воистину пророческие высказывания писателя фантаста тех времён трудно переоценить, вероятней всего, Жюль Верн знал к тому времени уже открытый закон Гесса, в другое просто трудно поверить. Парадокс состоит в том, что сегодня грамотных людей на планете много, но никто даже и не помышляет о возможности получения мощного неисчерпаемого источника тепла и света из воды, как об этом сказал герой романа. Дело в том, что запатентованный в России ГИДРОДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ГДВС) – это и есть то, о чём сказал фантаст в далёком 1857 году  (см.патент РФ № 2330166, патентообладатель Пак Александр, Красноярский край, г.Красноярск)

        Попробуем в популярной форме разобрать термодинамический процесс в камере сгорания двигателя. Сегодня, реально, в промышленных масштабах, водород производится из воды путём электролиза. Затраты на производство одного кубического метра водорода составляют максимально 5 кВт электроэнергии. Полученный водород и кислород стехиометрического состава будут подаваться непосредственно в камеру сгорания ГДВС под давлением в 4 атмосферы, такое давление выдают промышленные электролизёры. Как известно, смесь водорода с кислородом от 5 и до 95% горит с взрывом, но ГДВС имеет три возможных варианта исключить детонацию. Приведу самый простой пример. Если смешать газ пропан с воздухом и подать искру, то произойдёт взрыв, это знают все. Но также все знают, что тот же газ спокойно горит в газовой плите, и я думаю, всем понятно почему? Потому что он смешивается с воздухом уже только в процессе горения, а в чистом виде пропан, как и водород, не горит. Ровно то же самое можно организовать и в камере сгорания ГДВС, а дальше произойдёт то, что происходит в камере сгорания поршневого двигателя (изохорный процесс горения).

        ГДВС не имеет выхлопа (замкнутый термодинамический цикл), а это означает, что если есть камера сгорания, то она должна быть чем-то заполнена, она не может оставаться пустой до подачи топлива. На первый взгляд это выглядит нелепо. Но это только на первый взгляд. Сама природа горения, по закону действующих масс, предусматривает рациональность неэквивалентного состава горючей смеси (в природе не бывает стехиометрических соотношений горючей смеси), а это означает, что если камеру сгорания заполнить одним из компонентов реакции, то это и будет то, о чём сказано в романе: «источник неисчерпаемой энергии».

        Итак, помним: двигатель не имеет выхлопа, значит то, чем заполнена камера сгорания, не будет выброшено из двигателя по окончании цикла. В камеру сгорания подаётся строго эквивалентная пропорция водорода и кислорода. Эквивалентный состав (стехиометрический состав) – это значит, что по окончании химической реакции мы получим только воду в виде пара без какого-либо остатка. Но тот газ, который постоянно будет присутствовать в камере сгорания, в данном случае мы рассматриваем чистый кислород, тоже обязательно вступит в реакцию, однако по окончании процесса останется в камере сгорания в чистом виде. Это называется смещением химического равновесия по закону действующих масс, или сдвигом константы. Что это даёт? Допустим, если в камеру сгорания мы подали один литр объёма горючей смеси стехиометрического состава, а в камере сгорания уже присутствует два литра чистого кислорода, то в сумме получится три литра горючей смеси. А по закону действующих масс три литра неэквивалентного состава горючей смеси и три литра стехиометрического состава имеют одинаковое числовое значение константы равновесия. В результате мы получим суммарную энергию такую же, как из трех литров горючей смеси стехиометрического состава. Теперь не трудно подсчитать, что если, к примеру, в горючей смеси водорода будет меньше в десять раз по отношению к кислороду, то из одного кубометра водорода, на выработку которого было затрачено 5 кВт электроэнергии, на ГДВС мы получим примерно 20 кВт электроэнергии с учётом энтропии и общего КПД двигателя. ГДВС – это то, о чём говорил герой романа «Таинственный остров».

        Далее, основная формулировка закона Гесса: тепловой эффект реакции, протекающей при постоянном давлении или постоянном объёме, не зависит от пути реакции, а определяется только состоянием исходных веществ и продуктов реакции.

        Тепловой эффект изохорной реакции равен приращению внутренней энергии системы: Qv = ΔU.

        Тепловой эффект изобарной реакции равен приращению энтальпии системы: Qv = ΔH.

        Изохорный процесс – горение при постоянном объёме V = const.

        Изобарный процесс – горение при постоянном давлении p = const.

        Осмысление этих законов позволяет понять, что обратимая химическая реакция взаимодействия чистого водорода и кислорода есть природный источник неисчерпаемой энергии. При условии обуздания смещения химического равновесия по закону действующих масс, мы получим искусственный источник неисчерпаемой энергии.

        На практике процесс горения обязательно происходит со смещением химического равновесия по закону действующих масс: горят ли в топке дрова или каменный уголь, горит ли топливо в реактивном двигателе, стреляет ли огнестрельное оружие – во всех этих случаях равновесие смещается вправо. Если рассматривать горение дров в топке печи, то увеличение температуры горения происходит за счёт интенсивности тяги воздуха через поддувало, а повышение температуры, в свою очередь, увеличивает скорость химической реакции – это изобарный процесс. Так на практике можно видеть эти законы в действии. Что касается реактивного двигателя, то тут на лицо изохорный процесс, который даёт значительно больше энергии, и обусловлено это большим смещением химического равновесия от продолжительности изохорного процесса.

        Говоря о смещении химического равновесия, необходимо отдельно уделить внимание двигателю внутреннего сгорания (ДВС). Двадцатый век был веком ДВС. Первый ДВС был сконструирован Э. Ленуаром в 1860 году, и с тех пор этот двигатель полностью завладел умами сильной половины человечества, оттеснив на второе место даже оружие. Такая популярность автомобиля вполне оправданна: прежде всего, это большая мощность и сочетание высокой скорости с комфортом. Что может быть приятней того, как от лёгкого нажатия на педаль акселератора ты органически ощущаешь мощь множества лошадиных сил, подвластных твоей воле?

        Но мало кто знает, откуда реально берётся эта мощность, разве что, только конструкторы этих двигателей. В ДВС используется химическая энергия топлива, сгорающего непосредственно в рабочей полости со значительным смещением химического равновесия, часть этой энергии преобразуется в механическую энергию. Достаточно сравнить температуру горения бензина на открытом воздухе, что составляет примерно 1300 оС (изобарный процесс), и температуру пламени в камере сгорания двигателя, которая составляет 2500 оС. Это результат смещения химического равновесия (изохорный процесс) в камере сгорания двигателя. Но все эти яркие практические доказательства работающих законов термохимии и термодинамики не побудили учёных в этой области к созданию водородного двигателя, типа предложенного изобретения ГИДРОДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ. Почему? Скорее всего, вопрос этот риторический.

        В 2003 году страны – участницы «Большой восьмёрки» (G8) поставили вопрос о необходимости налаживания международного сотрудничества для изучения проблем водородной энергетики. Переход к реальной водородной энергетической системе в наиболее развитых странах мира начался в начале двадцать первого века. Так, Япония выделила четыре миллиарда долларов на приобретение всех водородных энергетических технологий до 2020 года. В Европе на научные исследования и разработки в области водородной энергетики планируется потратить пять миллиардов долларов.

        Правительство США выделило 1,7 миллиарда долларов на коммерциализацию транспортных средств на водородных топливных элементах, а также 1,2 миллиарда долларов на производство водорода из угля без эмиссии СО2.

        К сожалению, почти все научные разработки по водородной энергетике связаны с разработкой водородных топливных элементов. Но это примерно то же самое, что и солнечные батареи, поэтому они не могут составить конкуренцию даже поршневому двигателю. Привожу пример официальной оценки российских учёных, озвученной в научном кафе по проблемам водородной энергетики 15 мая 2007 г. в Санкт-Петербурге в рамках проводимого фондом Дмитрия Зимина «Династия» фестиваля «Дни науки».

        «Через полтора года, — говорит С.А. Гуревич, — мы планируем сделать маленький источник энергии мощностью 2 Вт (это столько, сколько потребляет мобильный телефон). Он будет размером с аккумулятор мобильного телефона. И надеемся, что энергетическая емкость у него будет больше, чем у современных аккумуляторов». «Каждой энергетике – свое время, – подытожил В.Л.Туманов. – Водородная энергетика придет на смену углеводородной где-то через 40-50 лет. Тогда она сможет решить проблемы удаленных регионов, куда не дотягиваются линии электропередач.

        «Водородная программа», ее стратегия и тактика, расписана до 2015 года. На 2007-2008 г. запланирован бюджет в размере 80 млн. долларов, до 2015 года будет потрачено еще 500 млн. долларов, на следующем этапе — на период 2009-2012 г.г., а в дальнейшем на перспективу до 2020 г.– уже несколько миллиардов долларов. Всё определится рыночной ситуацией и правильностью построения бизнес-стратегии НИК НЭП. А что касается оригинальных технологий, то в базе НИК НЭП их сегодня 130.

        Основные практические преимущества от перехода мировой энергетики к реальной водородной энергетике с внедрением ГДВС:

        ·           возобновляемый источник энергии;

        ·           минимальная себестоимость электроэнергии;

        ·           отпадет необходимость глобальных энергосетей и теплосетей;

        ·           воздушный, железнодорожный, водный и подводный транспорт перейдёт на автономную электротягу с неограниченным запасом хода.

        Легковой и грузовой автотранспорт должен полностью перейти на электротягу.

        Источник http://www.o8ode.ru

        Похожее

        xn--e1adcaacuhnujm.xn--p1ai

        Энергия - продукт - сгорание

        Энергия - продукт - сгорание

        Cтраница 1

        Энергия продуктов сгорания лишь частично может быть преобразована в другие виды энергии. Остальная часть есть анергия; она не может быть преобразована в другие виды энергии, из нее нельзя извлечь работу. Поэтому, если к турбине подводится энергия продуктов сгорания, то тот факт, что не вся подведенная энергия превращается в работу, отнюдь не объясняется несовершенством турбины. С термодинамической точки зрения причина этого заключается в низкой эффективности процесса горения, в котором из превратимой энергии получается непревратимая анергия. Она как балласт проходит через турбину и удаляется неиспользованной.  [2]

        Внутрення энергия продуктов сгорания при t 443 С U u 23 658 443 10 250 кДж / кмоль.  [3]

        В двигателях второй группы энергия продуктов сгорания топлива частично используется для обеспечения протекания рабочего процесса в цилиндре, а основная ее часть передается силовой газовой турбине, с вала которой мощность поступает к потребителю. Поршневой двигатель в этом случае становится генератором сжатых и нагретых газов. В качестве поршневого двигателя используются дизели.  [4]

        Известны схемы, в которых энергия продуктов сгорания топлива используется ступенчато: по ходу газового потока установлен котел-утилизатор с выработкой пара высокого давления, затем-котел-утилизатор с выработкой пара низкого давления.  [5]

        В настоящее время термоэлектрогенераторы, использующие энергию продуктов сгорания органического топлива, находят применение и в качестве источников питания небольшой мощности на судах различных типов.  [7]

        В третьем такте ( рабочий ход) реализуется энергия сжатых продуктов сгорания, и во время четвертого такта цилиндр двигателя освобождается от продуктов сгорания.  [8]

        В третьем такте ( рабочий ход) реализуется энергия сжатых продуктов сгорания, а во время четвертого такта цилиндр двигателя освобождается от продуктов сгорания через выпускной клапан.  [9]

        В третьем такте ( рабочий ход) реализуется энергия сжатых продуктов сгорания, и во время четвертого такта цилиндр двигателя освобождается от продуктов сгорания.  [10]

        Полученные в камере сгорания продукты сгорания поступают в сопловой аппарат а газовой турбины 3, в котором осуществляется процесс превращения потенциальной ( внутренней) энергии продуктов сгорания в кинетическую энергию потока, поступающего на лопатки в диска б турбины. Каждая соседняя пара лопаток образует криволинейный канал, в результате движения по которому энергия газового потока расходуется на вращение диска турбины. Сжигание топлива в камере сгорания может происходить как изобарно, так и изохорно; однако в промышленности получили распространение главным образом газовые турбины с изобарным подводом теплоты.  [11]

        Для получения равномерного нагрева изделий горелки расположены в три яруса по высоте печи, горелочные туннели направлены тангенциально к поперечному сечению печи и в печи предусматривается рециркуляция дымовых газов за счет энергии продуктов сгорания газа и воздушных струй, расположенных снизу и сверху горелки. Струи газовоздушной смеси из горелок вводятся не непосредственно в рабочее пространство печи, а в расположенные в кладке инжекционные устройства, подсасывая при помощи них газы из рабочего пространства и затем снова выбрасывая смесь в него. При работе на мазуте применяют короткофакельные форсунки и устраивают у каждой из них небольшие форкамеры, чтобы предохранить изделия от местного перегрева факелом. Продукты горения отводятся через отверстия в стене вверху печи в кольцевой канал, соединенный с боровом. Загрузка и выгрузка изделий производится сверху. Печь перекрывается футерованной крышкой, состоящей из двух половин, откатывающихся в стороны. Для герметизации печи на крышке предусмотрен песочный затвор. Изделия подвешиваются к траверсе, расположенной по оси печи над крышкой. Во время загрузки и выгрузки изделий траверса откатывается в сторону. В конструкции траверсы предусмотрены пружины, приподнимающие ее; когда траверсу нагружают изделием, пружины сжимаются, и траверса садится на упоры.  [12]

        Способ суммирования в формулах ( 1 15) и ( 1 14) различен. Это связано с тем, что вещества, энергия которых принята за нуль, при реакции образования стоят в левой части равенства, тогда как для процессов сгорания за нуль принята энергия продуктов сгорания, которые стоят в правой части стехиомет - рического уравнения реакции.  [13]

        Энергия продуктов сгорания лишь частично может быть преобразована в другие виды энергии. Остальная часть есть анергия; она не может быть преобразована в другие виды энергии, из нее нельзя извлечь работу. Поэтому, если к турбине подводится энергия продуктов сгорания, то тот факт, что не вся подведенная энергия превращается в работу, отнюдь не объясняется несовершенством турбины. С термодинамической точки зрения причина этого заключается в низкой эффективности процесса горения, в котором из превратимой энергии получается непревратимая анергия. Она как балласт проходит через турбину и удаляется неиспользованной.  [14]

        Авиационные, автомобильные и тракторные поршневые двигатели внутреннего сгорания с принудительным воспламенением от искры работают по четырехтактному циклу. В первом такте - всасывание - топливно-воздушная рабочая смесь заполняет цилиндр двигателя и нагревается к концу такта в двигателях, работающих на бензине до 80 - 130 С, и до 140 - 205 С в керосиновых двигателях. Во втором такте - сжатие-давление смеси возрастает до 10 - 12 бар, а температура-до 150 - 350 С. В конце хода сжатия с некоторым опережением смесь воспламеняется от электрической искры. Хотя время сгорания топлива очеиь мало - тысячные доли секунды, но оно все же сгорает постепенно, по мере продвижения фронта пламени по камере сгорания. Фронтом пламени называется тонкий слой газа, в котором протекает реакция горения. При нормальном сгорании фронт пламени распространяется со скоростью 20 - 30 м / сек. Температура сгорания достигает 2200 - 2800 С, а давление газов сравнительно плавно возрастает до 30 - 50 бар в автомобильных двигателях и до 80 бар в авиационных. В третьем такте ( рабочий ход) реализуется энергия сжатых продуктов сгорания и во время четвертого такта цилиндр двигателя освобождается от продуктов сгорания.  [15]

        Страницы:      1

        www.ngpedia.ru

        Энергия - сгорание - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

        Энергия - сгорание

        Cтраница 3

        Смит, Бьеллерап, Крук и Уестермарк [1384] опубликовали данные по энергии сгорания, которые после исправления с учетом нового значения энтальпии окисления мышьяковистого ангидрида [142] и приведения к &.  [31]

        Смит, Бьеллерап, Крук и Уестермарк [1384] приводят данные по энергии сгорания, которые после исправления с учетом нового значения энтальпии окисления мышьяковистого ангидрида [142] и приведения к Д / 7с298 дают ДЯ / ( I) - - 43 2 ккал / молъ. Метюс и Феландт [941] экспериментально получили значение & Hv 7 38 ккал / моль при 349 7 К. Если принять оценку ДСр испарения - 13 кал / ( моль - К), то ДТ / гл 8 0 ккал / молъ и kHfzm ( g) - - 35 2 ккал / молъ.  [32]

        Смит, Бьеллерап, Крук и Уестермарк [1384] опубликовали данные измерения энергия сгорания, которые после приведения к АНс - т и исправления с учетом нового значения энтальпии окисления мышьяковистого ангидрида [142] дают АЯ / 98 ( I) - 6 7 ккал / молъ. Смит и др. опубликовали также данные по энергии сгорания 1 1 2 2-тетрахлорэтана, которые после аналогичного исправления приводят в сочетании с энтальпией присоединения хлора к 1 2-дихлорэтиле-ну ( цис), полученной Киркбрайдом [754], к величине & HfZia ( I) - 6 8 ккал / молъ. Согласно расчетам, основанным на результатах изучения равновесия, полученных Маронеем [932], а также Вудом и Стевенсоном [1626], энтальпия измеризации при 298 К 1 2-ди-хлорэтилена ( цис) в 1 2-дихлорэтилен ( транс) составляет 0 55 ккал / молъ. При рассмотрении данных, относящихся к цис-и тераис-измерам, отобрано значение для 1 2-дихлорэтилена ( цис) А / / / 298 ( g) 0 45 ккал / молъ.  [33]

        Смит, Бьеллерап, Крук и Уестермарк [1384] опубликовали данные по энергии сгорания, которые после исправления с учетом нового значения энтальпии окисления мышьяковистого ангидрида [142] и приведения к &.  [34]

        Смит, Бьеллерап, Крук и Уестермарк [1384] приводят данные по энергии сгорания, которые после исправления с учетом нового значения энтальпии окисления мышьяковистого ангидрида [142] и приведения к Д / 7с298 дают ДЯ / ( I) - - 43 2 ккал / молъ. Метюс и Феландт [941] экспериментально получили значение & Hv 7 38 ккал / моль при 349 7 К. Если принять оценку ДСр испарения - 13 кал / ( моль - К), то ДТ / гл 8 0 ккал / молъ и kHfzm ( g) - - 35 2 ккал / молъ.  [35]

        Смит, Бьеллерап, Крук и Уестермарк [1384] опубликовали данные измерения энергия сгорания, которые после приведения к АНс - т и исправления с учетом нового значения энтальпии окисления мышьяковистого ангидрида [142] дают АЯ / 98 ( I) - 6 7 ккал / молъ. Смит и др. опубликовали также данные по энергии сгорания 1 1 2 2-тетрахлорэтана, которые после аналогичного исправления приводят в сочетании с энтальпией присоединения хлора к 1 2-дихлорэтиле-ну ( цис), полученной Киркбрайдом [754], к величине & HfZia ( I) - 6 8 ккал / молъ. Согласно расчетам, основанным на результатах изучения равновесия, полученных Маронеем [932], а также Вудом и Стевенсоном [1626], энтальпия измеризации при 298 К 1 2-ди-хлорэтилена ( цис) в 1 2-дихлорэтилен ( транс) составляет 0 55 ккал / молъ. При рассмотрении данных, относящихся к цис-и тераис-измерам, отобрано значение для 1 2-дихлорэтилена ( цис) А / / / 298 ( g) 0 45 ккал / молъ.  [36]

        Даже на самых современных электростанциях в электроэнергию превращается максимально 28 % энергии сгорания угля. Вопрос о непосредственном превращении химической энергии угля или других горючих веществ в электроэнергию ( топливные элементы) представляет поэтому значительный технический интерес [ ср.  [37]

        Даже на самых современных электростанциях в электроэнергию превращается максимально 28 % энергии сгорания угля. Вопрос о непосредственном превращении химической энергии угля или других горючих веществ в электроэнергию ( Brennstoff-ketten) представляет поэтому значительный технический интерес [ ср.  [38]

        Энергия, накапливаемая в процессе фотосинтеза, приблизительно в 100 раз больше энергии сгорания всего добываемого за соответствующий период времени угля и в 10 тыс. раз больше энергии воды, утилизируемой миром. С другой стороны, в 300 раз большее количество солнечной энергии идет на испарение воды с океанов и сущи. Одни растения расходуют, по подсчетам Шредера [5], 16 1021 кал на транспирацию, что более чем в 10 раз превосходит энергию, идущую на фотосинтез.  [39]

        Большие возможности метода калориметрии сожжения во вращающейся бомбе были продемонстрированы на примере определения энергии сгорания 1 1 2-трифтор - 1 2 2-трихлорэтана. Значения ДЯ / 29з ( CF2C1CFC12, г), вычисленные на основе измерения АН реакции этого соединения с натрием или на основе ДЯ реакции трифторхлорэтилена с натрием ( с использованием значения ДЯ хлорирования трифторхлорэтилена), были весьма противоречивы.  [40]

        Общий энергетический потенциал Е представляет собой сумму энергии адиабатического расширения сжатого газа, энергию сгорания газовой фазы и парогазовой фазы, образованной из жидкой в случае аварийной разгерметизации.  [41]

        Наоборот, повышение давления в этом случае значительно ниже, чем при полном выделении энергии сгорания в детонационном воспламенении.  [42]

        Смит, Бьеллерап, Крук и Уестермарк [1384] опубликовали данные, полученные в результате измерений энергии сгорания, которые после приведения к АНс2ЙК и исправления с учетом нового значения энтальпии окисления мышьяковистого ангидрида [142] дают АЯ / 298 ( I) - 6 1 ккал / молъ. Энтальпия изомеризации 1 2-дихлор-этилена ( цис) в 1 2-дихлорэтилен ( транс), согласно расчетам на основании данных о равновесии, полученных Маропеем [932] и Вудом и Стевенсоном [1626], составляет 0 55 ккал / молъ. При рассмотрении данных, относящихся к цис и ттеракс-изомерам, для транс-формы 1 2-дихлорэтилена отобрано значение 1 00 ккал / молъ.  [43]

        В обязательном присутствии в конечной системе веществ небольших количеств простых продуктов термического разложения состоит характерное отличие определений энергий сгорания борорганических веществ по сравнению с определениями энергий сгорания органических соединений.  [44]

        Водородно - кислородную цепь мы можем причислить к так называемым цепям горючих веществ 2) ( Brennstoffketten), позволяющим энергию сгорания некоторых горючих тел непосредственно превращать в электрическую энергию.  [45]

        Страницы:      1    2    3    4

        www.ngpedia.ru

        Энергия - сгорание - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

        Энергия - сгорание

        Cтраница 2

        Бьеллерап и Смит [141] измеряли энергию сгорания в калориметре с вращающейся бомбой, а Смит, Бьеллерап, Крук и Уестер-марк [1384] опубликовали данные, полученные методом стационарной калориметрической бомбы. Метод вращающейся калориметрической бомбы считается более точным; данные, полученные этим методом, исправлены с учетом нового значения энтальпии окисления мышьяковистого ангидрида [142] и приведены к A / / c29s; они позволили получить значение & Hf29f ( /) - 55 65 ккал / молъ. В работе Курбатова [814] также приведены данные о теплоемкостях жидкости, однако они недостаточно точны.  [16]

        Таким образом, 20 - 25 % энергии сгорания глюкозы могут быть превращены в энергию фосфатов и использованы для работы мускулов.  [17]

        Поскольку в третьей фазе выделяется основная часть энергии сгорания заряда, мы называем ее основной фазой сгорания.  [18]

        Энергетический потенциал технологических линий представляет собой сумму энергий сгорания парогазовых сред, которые могут быть выброшены при аварийном раскрытии системы. Основная цель расчетов энергетических потенциалов заключается в делении системы на блоки с помощью запорной арматуры, автоматических отсекателей, установленных на межблочных трубопроводах, и других устройств, гарантирующих отсечение одних блоков от других за время, достаточное для предупреждения распространения аварии.  [19]

        Только 30 - 35 кпал из 330 ккал энергии сгорания триозы накопляется в молекулах богатых энергией фосфатов, создающихся на двух стадиях окисления, рассмотренных выше. Некоторые из этих процессов также могут сочетаться с фосфорилированиями или трансфос-форилированиями, и их энергия может, таким образом, стать доступной для использования при мускульной работе. Указания на существование таких сочетаний обнаружились, например, при изучении окисления сукцинатов до фумаратов, что является одной из стадий дыхания. Согласно данным, приведенным в табл. 32, потенциал системы сукцинат - фумарат равен 0 0 в. Энергия, выделяемая при этой передаче, может с успехом использоваться для синтеза одной молекулы богатого энергией фосфата.  [20]

        Как станет ясно из дальнейшего, для запасания энергии сгорания в различных условиях используются молекулы разных соединений. Общей разменной монетой энергетического обмена для большинства связанных с энергией клеточных процессов служит фосфатная связь аденозинтрифосфата ( АТФ), который преимущественно образуется в процессе окислительного фосфорилирования.  [21]

        В четырехтактном двигателе рабочий такт совершается за счет энергии сгорания топлива. Остальные такты рабочего цикла совершаются за счет энергии маховика, укрепленного на коленчатом валу. Для обеспечения равномерной работы ДВС в одном блоке располагают несколько цилиндров, поршни которых через шатуны приводят во вращение коленчатый вал. Сгорание и рабочие циклы в цилиндрах происходят поочередно, что обеспечивает стабильную и равномерную работу двигателя.  [22]

        В четырехтактном двигателе рабочий такт совершается за счет энергии сгорания топлива. Остальные такты рабочего цикла совершаются за счет энергии маховика, укрепленного на коленчатом валу.  [24]

        На этом режиме коленчатый вал вращается не за счет энергии сгорания топлива, а благодаря инерции движущегося автомобиля. Установлено, что подача топлива в цилиндры на ПХХ не только бесполезна, но и вредна, поскольку из-за неполного его сгорания на этом режиме происходит резкое увеличение количества токсичных компонентов в отработавших газах автомобиля.  [25]

        В табл. 3 приведены основные характеристики опытов по определению энергий сгорания азотсодержащих борорганических соединений.  [26]

        Дизельная электростанция основывается на применении дизельного двигателя в качестве преобразователя энергии сгорания топлива ( солярки) в механическую энергию, которую генератор, в свою очередь, преобразует в электрическую.  [27]

        Смит, Бьеллерап, Крук и Уестермарк [1384] опубликовали данные по энергии сгорания, которые после исправления с учетом нового значения энтальпии окисления мышьяковистого ангидрида [142] и приведения к АД с298 позволили получить ДЯ / 298 ( I) - - 32 3 ккал / молъ.  [28]

        Смит, Бьеллерап, Крук и Уестермарк [1384] приводят данные по энергии сгорания, которые после исправления с учетом нового значения энтальпии окисления мышьяковистого ангидрида [142] и приведения к ДЯс298 дают Ля / ив ( Z) - 43 2 ккал / молъ. Метюс и Феландт [941] экспериментально получили значение АНи 7 38 ккал / молъ при 349 7 К. Если принять оценку & Ср испарения - 13 кал / ( моль - К), то АЯг; 98 8 0 ккал / молъ и AHfZSK ( g) - 35 2 ккал / молъ.  [29]

        Смит, Бьеллерап, Крук и Уестермарк [1384] опубликовали данные измерения энергия сгорания, которые после приведения к АЯс298 и исправления с учетом нового значения энтальпии окисления мышьяковистого ангидрида [142] дают AHf2n ( I) - - 6 7 ккал / молъ. Смит и др. опубликовали также данные по энергии сгорания 1 1 2 2-тетрахлорэтана, которые после аналогичного исправления приводят в сочетании с энтальпией присоединения хлора к 1 2-дихлорэтиле-ну ( цис), полученной Киркбрайдом [754], к величине A. Согласно расчетам, основанным на результатах изучения равновесия, полученных Маронеем [932], а также Вудом и Стевенсоном [1626], энтальпия измеризации при 298 К 1 2-ди-хлорэтилена ( цис) в 1 2-дихлорэтилен ( транс) составляет 0 55 ккал / молъ. При рассмотрении данных, относящихся к цис-и пгракс-измерам, отобрано значение для 1 2-дихлорэтилена ( цис) AjEr / 298 ( g) 0 45 ккал / молъ.  [30]

        Страницы:      1    2    3    4

        www.ngpedia.ru


        Смотрите также