Studium termodynamických procesů nám umožňuje pochopit, kolik energie je potřeba k ohřevu určitého objemu vody na určitou teplotu. V tomto článku se podíváme na otázku, kolik vody lze ohřát o 50 stupňů při plném přenosu spalovací energie.
K vyřešení tohoto problému budeme muset znát výhřevnost látky, v tomto případě vody. Tato hodnota je označena symbolem C a měří se v joulech na stupeň Celsia. Pro vodu C = 4,18 J / (G*°C).
Nyní musíme zvážit vzorec, který nám umožní vypočítat množství vody, které lze ohřát na určitou teplotu při plném přenosu spalovací energie. Tento vzorec je následující:
Q = m * s * ΔT,
kde Q je množství přenesené energie (J), m je hmotnost vody (G), C je výhřevnost látky(J/(G*°C)), ΔT je teplotní rozdíl (°c).
Abychom tedy vypočítali množství vody, které lze při plném přenosu spalovací energie ohřát o 50 stupňů, musíme znát hodnotu Q a vyřešit rovnici m. Tím, že dosáhneme známých hodnot, můžeme dosáhnout přesného výsledku.
Kolik tepla se přenáší při plném spalování v závislosti na palivu?
Teplo, které se přenáší při plném spalování paliva, závisí na jeho chemickém složení a vnitřní energii látek, ze kterých se skládá. Různá paliva mají různou schopnost uvolňovat teplo při spalování.
Rovnice reakce spalování paliva uvádí množství tepla uvolněného při spalování 1 kg paliva. Tato hodnota se nazývá spalovací teplo (parcelární teplo). Spalovací teplo se měří v joulech (J) nebo kaloriích (výkaly).
Například spalovací teplo benzínu se pohybuje kolem 44 MJ/kg (megajoulů na kilogram). To znamená, že při plném spalování 1 kg benzínu se uvolní 44 milionů joulů tepla.
Ne všechno uvolněné teplo však bude při ohřevu předáno vodě. Část tepla půjde na ohřev okolního vzduchu nebo se ztratí přes stěny a komíny. Pro výpočet množství vody, které lze ohřát na určitou teplotu, je proto nutné vzít v úvahu účinnost topného systému a tepelné ztráty.
Kromě benzínu existuje mnoho dalších paliv s různými vlastnostmi pro spalování tepla. Při výběru paliva pro topný systém nebo při výpočtu spotřeby paliva pro teplou vodu je užitečné znát jeho spalovací teplo, abyste zjistili požadované množství paliva a jeho cenu.
Tepelná energie ze zápalky
Když Sirka hoří, uvolňuje tepelnou energii. Tato energie může být použita pro různé účely, například pro ohřev vody. Kolik vody lze ohřát o 50 stupňů při plném přenosu spalovací energie?
Pro odpověď na tuto otázku je nutné znát množství tepelné energie, kterou Sirka uvolňuje při spalování. Tato hodnota se nazývá spalovací teplo. Spalovací teplo sirky závisí na použitých materiálech a může být kolem 1,5 kilokalorie.
Chcete-li vypočítat množství vody, kterou lze ohřát, musíte znát její hmotnost a specifickou tepelnou kapacitu. Měrná tepelná kapacita vody je přibližně 4.186 kJ / (kg*°c). Je třeba poznamenat, že tepelná kapacita se může měnit v závislosti na teplotě vody, ale pro tento výpočet použijeme průměr.
Výpočet se provádí podle vzorce:
- Vypočítáme množství tepla uvolněného zápalkou při spalování: množství tepla = spalovací teplo * počet použitých zápalek
- Vypočítáme množství přenášené tepelné energie vodou: tepelná energie = množství tepla
- Vypočítáme hmotnost ohřáté vody: Hmotnost vody = tepelná energie / (měrná tepelná kapacita * změna teploty )
Pomocí přibližných hodnot a výpočtem lze tedy určit množství vody, které lze ohřát při plném přenosu spalovací energie zápalky o 50 stupňů. Tento ukazatel může pomoci při praktickém použití, jako je kempování pro ohřev jídla nebo ohřev vody na nápoje.
Tepelná energie z benzínu
Tepelná energie z benzínu je určena měřením množství tepla, které se uvolňuje při plném přenosu spalovací energie. Spalování benzínu probíhá chemickou reakcí s kyslíkem a výsledkem je voda a oxid uhličitý.
Chcete-li zjistit, kolik vody lze ohřát o 50 stupňů při plném přenosu spalovací energie, musíte znát spalovací teplo benzínu. Spalovací teplo je množství tepelné energie získané při plném spalování jednotky látky.
Průměrné spalovací teplo benzínu se pohybuje kolem 44 megajoulů na kilogram. Rozdělením této hodnoty na množství tepla potřebné k ohřevu jednoho kilogramu vody na 1 stupeň Celsia lze vypočítat, kolik vody lze ohřát na 50 stupňů při plném přenosu spalovací energie.
| Spalovací teplo benzínu (MJ / kg) | Množství tepla pro ohřev 1 kg vody na 1 stupeň (kJ/kg °c) | Množství vody, které lze ohřát na 50 stupňů (l) |
|---|---|---|
| 44 | 4.186 | 524.6 |
Při plném přenosu spalovací energie lze tedy 1 kilogram benzínu ohřát na 524,6 litru vody o 50 stupňů. Tento výpočet je však uveden pro ideální podmínky a skutečná účinnost přenosu tepla může být nižší v důsledku ztrát způsobených třením a dalšími faktory.