Năng lượng nhiệt và các điều khoản liên quan của nó: Đốt cháy và nhiên liệu

Năng lượng nhiệt và các điều khoản liên quan của nó: Đốt cháy và nhiên liệu!

Năng lượng nhiệt là dạng năng lượng phổ biến nhất mà nhân loại có thể sử dụng. Nó thường thu được từ quá trình đốt cháy. Khi một chất kết hợp nhanh với oxy tỏa nhiệt (và ánh sáng), hiện tượng này được gọi là đốt cháy.

Vì vậy, đốt cháy liên quan đến việc đốt cháy một chất. Bạn hẳn đã nhìn thấy một mảnh giấy hoặc một mảnh vỡ đang cháy (khi được phân loại) trong không khí. Trên thực tế, đây là một ví dụ về phản ứng hóa học nhanh giữa chất bị đốt cháy và oxy của không khí. Kết quả là, các yếu tố chứa trong chất bị đốt cháy tạo thành các oxit của chúng. Điều này được đi kèm với sự giải phóng nhiệt và ánh sáng.

Một chất trải qua quá trình đốt cháy được cho là dễ cháy. Ví dụ, gỗ, than, xăng, dầu diesel, khí tự nhiên và khí dầu mỏ là những chất dễ cháy. Một chất bị cháy với mục đích thu được nhiệt (và ánh sáng) từ nó được gọi là nhiên liệu.

Do đó, gỗ, than, xăng, dầu diesel, dầu hỏa, sáp, v.v., đều là nhiên liệu. Vì tất cả những thứ này đều chứa carbon ở trạng thái tự do hoặc kết hợp, chúng còn được gọi là nhiên liệu dựa trên carbon. Hydrogen là một ví dụ về nhiên liệu không chứa carbon.

Người hỗ trợ đốt cháy:

Một người ủng hộ quá trình đốt cháy là một chất có sự hiện diện của nó là điều cần thiết cho quá trình đốt cháy chất khác. Đối với tất cả những chất cháy trong không khí, oxy là chất hỗ trợ quá trình đốt cháy. Carbon dioxide thường hoạt động như một chất không hỗ trợ đốt cháy.

Thực hiện các hoạt động sau để hiểu điều này.

1. Không khí là chất hỗ trợ đốt cháy:

Thắp một ngọn nến và đặt một chiếc kính ngược lên trên nó. Cây nến ngừng cháy sau một thời gian. Trên thực tế, ngọn nến chỉ cháy miễn là oxy của không khí có trong kính ngược. Khi tất cả oxy của không khí được sử dụng hết trong quá trình đốt, nến sẽ tắt.

2. Carbon dioxide là chất không hỗ trợ quá trình đốt cháy:

Carbon dioxide được hình thành khi rửa soda hoặc baking soda được xử lý bằng axit, nói giấm. Lấy một ít baking soda trong một chai nhỏ và thêm một ít giấm vào nó. Thắp một ngọn nến và giữ một mảnh giấy gấp ở vị trí nghiêng, như trong Hình 7.2.

Giữ miệng chai gần đầu trên của tờ giấy. Bạn sẽ thấy rằng nến ngừng cháy. Vì carbon dioxide nặng hơn không khí, nó đi xuống tờ giấy gấp và đến ngọn lửa. Vì khí không hỗ trợ đốt cháy, ngọn lửa bị dập tắt.

Nhiệt độ đánh lửa:

Gỗ hoặc than là nhiên liệu, nhưng nó có tự bắt đầu cháy không? Không, nó phải được đốt nóng bằng ngọn lửa và chỉ sau đó nó mới bắt đầu cháy. Nhưng một khi nó bắt đầu cháy, rất nhiều nhiệt được tạo ra khiến toàn bộ mảnh gỗ hoặc than bị đốt cháy.

Một nhiên liệu chỉ bắt đầu cháy khi nó được nung nóng đến nhiệt độ gọi là nhiệt độ đánh lửa. Nhiệt độ mà một chất phải được làm nóng trước khi quá trình đốt cháy được gọi là nhiệt độ đánh lửa của nó.

Bạn sẽ hiểu tầm quan trọng của nhiệt độ đánh lửa khi thực hiện các hoạt động sau.

Hoạt động:

Đặt một cốc giấy chứa nước trên ngọn lửa. Nước sẽ trở nên nóng, nhưng cốc sẽ không cháy. Điều này là do nước lấy đi nhiệt từ cốc và không cho phép nó đạt đến nhiệt độ bắt lửa.

Bây giờ, chúng ta có thể dễ dàng hiểu tại sao

1. Lửa bị dập tắt bởi nước, và

2. Một khúc gỗ mất nhiều thời gian hơn để bắt đầu đốt so với dăm gỗ khi được nung nóng trong ngọn lửa.

Khi nước được đổ qua một chất đang cháy, nó sẽ hấp thụ nhiệt từ chất đó. Kết quả là, nhiệt độ của chất giảm xuống dưới nhiệt độ đánh lửa và nó ngừng cháy.

Một khúc gỗ có khối lượng rất lớn. Vì vậy, khi chúng ta đốt nóng nó bằng ngọn lửa, sức nóng mà khúc gỗ nhận được sẽ tiêu tan qua phần lớn của nó. Và nhật ký phải mất một thời gian dài để đạt được nhiệt độ đánh lửa. Mặt khác, dăm gỗ, có khối lượng nhỏ hơn nhiều, đạt được nhiệt độ đánh lửa dễ dàng hơn. Vì vậy, một khúc gỗ hoặc một miếng gỗ lớn mất nhiều thời gian hơn so với dăm gỗ để bắt đầu đốt.

Giá trị năng lượng của nhiên liệu:

Lượng nhiệt tỏa ra từ một đơn vị khối lượng của nhiên liệu khi đốt cháy hoàn toàn trong không khí hoặc oxy được gọi là giá trị năng lượng của nhiên liệu.

Thuật ngữ này có nguồn gốc từ 'calorie', là một đơn vị nhiệt. Tuy nhiên, trong Hệ thống đơn vị quốc tế (viết tắt SI), joule được sử dụng như một đơn vị năng lượng. Trong hệ thống này, giá trị năng lượng của nhiên liệu được biểu thị bằng kJ / g.

Bảng 7.1 Giá trị năng lượng của một số nhiên liệu:

Hydrogen có giá trị năng lượng cao nhất. Tuy nhiên, rất khó để xử lý ở trạng thái khí vì nó tạo thành hỗn hợp nổ với không khí. Ở trạng thái lỏng, nó được sử dụng làm nhiên liệu trong tàu vũ trụ.