Чему равна удельная теплота сгорания

Известно, что многие вещества горят. При этом выделяется большое количество тепла (Q), и образуются другие вещества. Так, например, в процессе горения угля (C) он взаимодействует с кислородом воздуха (O2). При этом образуется оксид углерода (CO2) и выделяется тепло.

Почему же при горении выделяется тепло? Тепло — это энергия. В молекулах атомы связаны между собой химическими связями. Чтобы их разорвать, необходима энергия. Однако при образовании химических связей энергия выделяется. Поскольку при горении образуются вещества, то выделяется энергия. Причем ее больше, чем той, которая требуется на разрушение химических связей исходных веществ. В результате мы наблюдаем выделение энергии в виде тепла.

Однако сами вещества бывают разными, также разными будут и продукты их горения. А у разных молекул разная энергия химических связей. Следовательно, при горении разных веществ выделяется разное количество энергии. В связи с этим вводится такая физическая величина как удельная теплота сгорания конкретного вещества (топлива).

Удельная теплота сгорания топлива численно равна количеству теплоты, которая выделяется при сгорании 1 кг этого топлива. Таким образом, единицей измерения удельной теплоты сгорания является джоуль на килограмм (Дж/кг). Удельная теплота сгорания обозначается буквой q:

q = Q/m

Понятно, что при сгорании двух килограммов того же топлива выделится в два раза больше тепла. Вообще, чтобы найти количество тепла, выделяемого при горении вещества, следует умножить удельную теплоту его сгорания на его массу:

Q = qm

При решении задач значение q берут из таблицы удельных теплот сгорания различных видов топлива. Опытным путем удельную теплоту сгорания устанавливают методом калориметрии.

Удельные теплоты сгорания веществ обычно имеет достаточно большие значения. Так, q каменного угля равна 27 * 106 Дж/кг, или 27 МДж/кг. Для природного газа это значение равно 44 миллионам джоулей на килограмм, а для водорода 120-ти.

Понятно, что чем больше удельная теплота сгорания топлива, тем лучше, так как потребуется меньше топлива для выделения требуемого количества тепла.