Bài 26: Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu

Tóm tắt lý thuyết

2.1. Nhiên liệu

  • 1 số nhiên liệu thường gặp: Than, củi, dầu, khí đốt là nhiên liệu

2.2. Năng suất toả nhiệt của nhiên liệu

  • Định nghĩa: Đại lượng vật lý cho biết nhiệt lượng toả ra khi 1 Kg nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn gọi là năng suất toả nhiệt của nhiên liệu.
  • Ký hiệu là \(q\)
  • Đơn vị J/Kg

Năng suất toả nhiệt của 1 số nhiên liệu.

  • VD: Năng suất toả nhiệt của dầu hoả là \(44.10^6(J/kg)\)

2.3. Công thức tính nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy toả ra

  • Nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn m kg nhiên liệu được tính theo công thức:

\(Q=m.q\)

  • Trong đó:
    • Q: nhiệt lượng toả ra – đơn vị J
    • q: năng suất toả nhiệt của nhiên liệu – đơn vị J/Kg
    • m: khối lượng nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn – đơn vị Kg

Bài tập minh họa


Bài 1:

Tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 15kg củi, 15kg than đá. Để thu được nhiệt lượng trên cần đốt cháy hết bao nhiêu kg dầu hỏa?

Hướng dẫn giải:

  • Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 15kg củi là:

\(Q_1=q_1.m_1=10^7.15=15.10^7J\)

  • Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 15kg than đá là:

\(Q_2=q_2.m_2=27.10^6.15=4,05.10^8J\)

  • Lượng dầu hỏa cần dùng để khi đốt cháy thu được nhiệt lượng \(Q_1\) là:

\(m=\frac{Q_1}{q}=\frac{15.10^7}{44.10^6}=3,41kg\)

  • Lượng dầu hỏa cần dùng để khi đốt cháy thu được nhiệt lượng \(Q_2\) là:

\(m=\frac{Q_2}{q}=\frac{4,05.10^8}{44.10^6}=9,2kg\)

Bài 2:

Dùng bếp dầu hỏa đế đun sôi 2 lít nước từ \(15°C\) thì mất 10 phút. Hỏi mỗi phút phải dùng bao nhiêu dầu hỏa? Biết rằng chỉ có \(40%\) nhiệt lượng do dầu tỏa ra làm nóng nước. Lấy nhiệt dung riêng của nước là \(4190J/kg.K\) và năng suât, tỏa nhiệt của dầu hỏa là \({46.10^6}J/kg\) .

Hướng dẫn giải:

  • Nhiệt lượng cần cung câp cho nước là:

\(Q = 2.4190\left( {100 – 15} \right) = 7123003{\rm{ }}J\)

  • Nhiệt lượng do bếp dầu tỏa ra là:

\({Q_{tp}} = \frac{{Q.100}}{{40}} = \frac{{712300.100}}{{40}} = 1780750J\)

  • Nhiệt lượng này do dầu cháy trong 10 phút tỏa ra.
  • Vậy khôi lượng dầu cháy trong 10 phút là:

\(m{\rm{ = }}\frac{{{Q_{tp}}}}{q} = \frac{{1780750}}{{46000000}} = 0,0387kg\)

  • Lượng dầu cháy trong 1 phút là \(0,00387kg ≈ 4g.\)

Bài 3:

Tính hiệu suất của một bếp dầu biết rằng phải tốn \(150g\) dầu mới đun sôi được 4,5 lít nước ở \(20°C\).

Hướng dẫn giải:

  • Nhiệt lượng dùng đề làm nóng là:

\({Q_{2}} = {m_2}.{c_2}\left( {{t_{2}} – {t_1}} \right) = 4200.4,5\left( {100 – 20} \right) = 1512000J\)

  • Nhiệt lượng toàn phần do dầu hỏa tỏa ra là:

\({Q_{tp}} = {q_1}.{m_1} = 0,{15.44.10^6} = 6,{6.10^6}J\)

  • Hiệu suất của bếp dầu là:

\(H = \frac{Q}{{{Q_{tp}}}} = \frac{{1522000}}{{6600000}} = 0,23 = 23\% \)

Bài 4:

Một bếp dùng khí đốt tự nhiên có hiệu suất 30%. Hỏi phải dùng bao nhiêu khí đốt để đun sôi 3 lít nước ở \(30°C\)? Biết rằng năng suất tỏa nhiệt của khí đốt tự nhiên là \({44.10^6}J/kg.\)

Hướng dẫn giải:

  • Nhiệt lượng dùng để đun sôi nước là:

\(Q = 3.4200\left( {100 – 30} \right) = 882000J\)

  • Nhiệt lượng toàn phần do khí đốt tỏa ra là:

\({Q_{tp}} = \frac{{Q.100}}{3} = \frac{{882000}}{3}.100 = 2940000J\)

  • Lượng khí đốt cần dùng là:

\(m = \frac{{{Q_{tp}}}}{q} = \frac{{2940000}}{{44000000}} = 0,77kg\)