Как вычислить температуру горения горючего вещества, если горение происходит при коэффициенте избытка воздуха a, а доля потерь тепла излучением составляет h?

Химия 11 класс Термохимия температура горения горючее вещество коэффициент избытка воздуха потери тепла излучение расчет температуры горения Новый

Для вычисления температуры горения горючего вещества при заданном коэффициенте избытка воздуха (a) и доле потерь тепла излучением (h), нужно следовать нескольким шагам. Давайте рассмотрим процесс более подробно.

Шаг 1: Определение теоретической температуры горения

Сначала нужно определить теоретическую температуру горения без учета потерь тепла. Это можно сделать с помощью уравнения теплового баланса для реакции горения. Для этого необходимо знать теплоту сгорания вещества (Q) и состав продуктов горения.

Шаг 2: Учет коэффициента избытка воздуха

Коэффициент избытка воздуха (a) показывает, сколько воздуха используется в процессе горения по сравнению с теоретически необходимым количеством. Если a больше 1, это значит, что воздуха больше, чем нужно. Это влияет на температуру горения, так как избыток воздуха забирает часть тепла, необходимого для поддержания реакции. Поэтому фактическую температуру можно рассчитать по следующей формуле:

• T = T0 - (Q / (c * (1 + (a - 1) * (1 - h))))

где:

• T - фактическая температура горения;
• T0 - теоретическая температура горения;
• Q - теплота сгорания;
• c - удельная теплоемкость продуктов горения;
• h - доля потерь тепла излучением;
• a - коэффициент избытка воздуха.

Шаг 3: Учет потерь тепла

Доля потерь тепла излучением (h) также должна быть учтена при расчете. Это означает, что часть тепла, которое выделяется в процессе горения, теряется и не используется для повышения температуры. Поэтому фактическая температура будет ниже теоретической.

Шаг 4: Подстановка значений

Теперь, когда у нас есть все необходимые параметры, мы можем подставить их в формулу и вычислить фактическую температуру горения.

Пример

Допустим, у нас есть горючее вещество с теплотой сгорания 50000 Дж/кг, теоретическая температура горения 1800 К, коэффициент избытка воздуха 1.2 и доля потерь тепла 0.1. Подставим значения в формулу:

• T = 1800 - (50000 / (c * (1 + (1.2 - 1) * (1 - 0.1))))

Теперь, зная удельную теплоемкость продуктов горения, можно завершить расчет.

Таким образом, следуя этим шагам, можно вычислить температуру горения горючего вещества с учетом избытка воздуха и потерь тепла.