Презентация помогает изучить процесс горения топлива и установить связь между выделяющейся энергией и массой топлива,рассмотреть физический смысл удельной теплоты сгорания топлива,обобщенный план работы с таблицами физических величин,работать над формированием умений сравнивать явления, физические величины, делать выводы и обобщения.Человек использует топливо именно для того, чтобы потреблять выделяемую энергию.Презентация помогает изучить процесс горения топлива и установить связь между выделяющейся энергией и массой топлива,рассмотреть физический смысл удельной теплоты сгорания топлива
Энергия топлива.
Удельная теплота
сгорания топлива.
Физика 8 класс
Учитель физики : ГБОУ СШ№578 Приморского района
СанктПетербурга
Серова Наталья Ивановна
Ещё с древних времен
человечество отапливало свои
жилища путем сжигания
некоторых веществ. При
сжигании этих веществ
выделялось много тепла.
Определение:
Вещества, которые могут
вступать в процесс горения
называются горючим или
топливом
Вопросы
классу:
? Приведите примеры веществ,
которые могут гореть
(дерево, уголь, бензин и т. д.)
? Приведите примеры веществ,
которые не горят)
(камень, кирпич, вода
Человек использует
топливо именно для того,
чтобы потреблять
выделяемую энергию.
Вещества
Вещества
топливо
топливо
Дерево, уголь, бензин
не топливо
не топливо
Камень, вода, железо
Горение:
Горение:
топливо + кислород =
топливо + кислород = продукты горения + теплота
продукты горения + теплота
Внутренняя
Внутренняя
энергия
энергия
больше
больше
Температура
Температура
меньше
меньше
меньше
меньше
больше
больше
Вопросы классу:
? Из чего состоят все тела
? Какими видами энергии может обладать
(из молекул)
тело
(внутренней, кинетической, потенциальной)
? Что происходит с кинетической энергией,
если тело увеличивает свою скорость
(кинетическая энергия возрастает)
? Когда тело обладает внутренней энергией
(всегда)
Определение:
Горение топлива – это процесс, при
котором происходит соединение его
элементов (молекул) с молекулами
кислорода, в результате которого
образуются новые вещества (новые
молекулы) и выделяется теплота
Были дрова,
Были дрова,
(энергия)
а получилась – зола!
а получилась – зола!
горючего
вещества,
возникновения
горения
определенные
Для
необходимы
условия:
-наличие
окислителя
- источника воспламенения.
Горючее вещество и окислитель
должны
до
температуры
определенной
источником
пламенем,
искрой, накаленным телом или
теплом, выделяемым при какой-
либо химической реакции или
быть
нагреты
тепла:
В
установившемс
горения
я процессе
постоянным
источником
воспламенения
является зона
горения, т.е.
область, где
происходит
выделяется
тепло и свет.
реакция,
Вопрос
классу:
Если накрыть зажженную свечу
Если накрыть зажженную свечу
например стаканом, то через
например стаканом, то через
некоторое время свеча погаснет.
некоторое время свеча погаснет.
Почему?
Почему?
Это происходит потому, что под
Это происходит потому, что под
стаканом закончился кислород, а
стаканом закончился кислород, а
именно благодаря ему возможен
именно благодаря ему возможен
процесс горения
процесс горения
В результате горения, внутренняя
энергия топлива уменьшается не
посредством теплообмена и не путем
совершения работы телом (или самим
телом), а в результате
термохимических явлений,
происходящих с топливом. При этом:
энергия движения молекул продуктов
сгорания, образовавшихся при
горении, а следовательно их
температура, больше чем у топлива и
сгорании
Энергия, выделяющаяся при
полном
топлива
называется теплотой сгорания
топлива.
Источником энергии, которая
в
используется
на
промышленности,
транспорте,
сельском
в
хозяйстве, в быту, является
топливо.
При сгорании топлива выделяется энергия.
Удельная теплота сгорания топлива (q) – это физическая величина,
показывающая, какое количество теплоты (Q) выделяется при
полном сгорании топлива массой 1 кг.
[q] = [Дж/кг]
Дрова 1 кг => 1,0 • 107 Дж
Нефть 1 кг => 4,4 • 107 Дж
Природный газ 1 кг => 4,4 • 107 Дж
Уголь 1 кг => 2,7 • 107
Дж
Торф 1 кг => 1,4 • 107 Дж
Мы должны знать, что в результате
процесса горения выделяются продукты
химической реакции. Вещества,
входящие в состав топлива, находятся в
продуктах горения и выделяются в виде
соединений, например: азот выделяется
в свободном виде N2 , хлор – в виде
хлористого водорода HCl, а сера – в виде
SO2.
Молекула воды состоит из двух
атомов водорода и одного атома
кислорода, чтобы разделить её на
атомы надо преодолеть силы
притяжения между атомами, т.е.
совершить работу, другими словами
затратить некоторую энергию.
При сжигании топлива происходит
обратный процесс, процесс
образования молекул из атомов,
значит, энергия должна выделятся.
При сжигании топлива атомы соединяются в молекулы, и
происходит выделение энергии.
С точки зрения химии горение это реакция, протекающая с выделением света и тепла.
Вещества вступают в соединения не в произвольных отношениях, а в строго определенных.
Для того, чтобы зажечь вещество, его необходимо нагреть до температуры, которая
называется температурой воспламенения. Например, для угля эта температура равняется
350°С.
О
О
С
Q
Молекула углекислого газа (СО2)
С
О
О
Часть выделяющейся теплоты затрачивается на разрыв связи в молекуле С и
молекуле О2, а часть расходуется на образование продукта СО2 (углекислого газа).
Внутренняя энергия переходит в тепловую.
При горении топливо выделяет тепло. А
если тело отдает какое-то количество
теплоты, то что происходит с его
внутренней энергией?
При горении внутренняя энергия
При горении внутренняя энергия
топлива уменьшается, т. е. внутренняя
внутренняя
топлива уменьшается, т. е.
энергия топлива меньше чем внутренняя
энергия топлива меньше чем внутренняя
энергия продуктов горения.
энергия продуктов горения.
Q
Молекула
воды (Н2О)
О
Н
Н
О
Н
Н
А
При разделении молекулы воды на
атомы, совершается работа по
преодолению сил притяжения между
атомами. Следовательно, затрачивается
некоторая энергия.
Пример
При горении газа метана (СН44) образуется
) образуется
При горении газа метана (СН
углекислый газ (СО22) и вода (Н
углекислый газ (СО
) и вода (Н22О)О)
= СО22 + 2Н
+ 2Н22О – О – запись
СНСН44 +2О +2О22 = СО
запись
процесса горения в виде формулы
процесса горения в виде формулы
В этом процессе молекула метана (СН(СН44))
В этом процессе молекула метана
соединяется с двумя молекулами
соединяется с двумя молекулами
кислорода ОО22 и при этом получается
кислорода
молекула углекислого газа СОСО22 и две
молекулы воды НН22ОО
Теплота сгорания
топлива
Энергия,
выделяющаяся при
полном сгорании
топлива, называется
теплотой сгорания
топлива
Как же подсчитать
количество теплоты, которое
выделяется при полном
сгорании топлива любой
Для этого необходимо удельную
Для этого необходимо удельную
массы?
теплоту сгорания топлива qq
теплоту сгорания топлива
множить на массу сгоревшего
множить на массу сгоревшего
топлива mm
топлива
При сгорании 1 кг различных видов топлива
выделяется различное количество энергии.
При конструировании различных двигателей
(где теплота переходит в механическую
энергию) инженеру необходимо точно знать,
какое количество теплоты может выделить
сжигаемое топливо. А для этого надо
опытным путем найти какое количество
теплоты выделяется при полном сгорании
Определение:
То количество теплоты,
которое выделяется при
полном сгорании топлива
массой 1 кг, называется
Удельная теплота сгорания топлива –
удельной теплотой сгорания
величина табличная!
топлива.
1,0 ∙ 107 Дж/кг = 10 ∙ 106 Дж/кг = 10
МДж/кг
Вещество
Порох
Дрова сухие
Торф
Сахар
Уголь каменный
Спирт
Кокс
Антрацит
Древесный
уголь
q,
МДж/кг
3,8
10
14
17
27
27
29,3
30
34
Вещество
Мазут
Дизельное топливо
Топливо реактивных самолетов (ТС 1)
Природный газ
Нефть
Бензин
Керосин
Ацетилен
Водород
q,
МДж/кг
40,6
43
43
44
44
46
46
50
120
Одинаковая ли энергия будет выделяться при сгорании 1 кг угля, газа, бензина?
Как понимать: удельная теплота сгорания, например, торфа 1,4∙107 Дж/кг?
Это значит, что при полном сгорании 1 кг торфа выделяется 1,4∙107 Дж энергии.
Удельная теплота
сгорания топлива
Физическая величина,
показывающая, какое
количество теплоты
выделяется при полном
сгорании топлива массой
1кг, называется удельной
теплотой сгорания топлива.
Количество теплоты,
выделяемое при сгорании
1г топлива
Задание:
Пользуясь таблицей 2 «Удельная
Пользуясь таблицей 2 «Удельная
теплота сгорания топлива» на
теплота сгорания топлива» на
странице 26 учебника определите:
странице 26 учебника определите:
? Вид топлива, теплота сгорания
которого наименьшая
? Вид топлива, теплота сгорания
которого наибольшая
(порох)
(водород)
m = Q/q
Q = q m
Какое количество теплоты выделится при полном его
сгорании 1 кг сухих дров, 2 кг сухих дров, 3 кг сухих
дров, m кг сухих дров?
Чтобы подсчитать количество теплоты Q,
выделившееся при полном сгорании топлива любой
массы m, нужно удельную теплоту сгорания q
умножить на массу сгоревшего топлива:
q = Q/m
Количество теплоты, выделяющееся при сгорании
топлива, зависит от массы сгоревшего топлива и вида
топлива.
Задача
Какое количество теплоты выделится при полном сгорании
пороха массой 25 г?
Дано: СИ Решение:
m = 25 г 0,025 кг Q = qm
Q - ? Q = 0,38 ·107 Дж/кг · 0,025 кг =
95·103 Дж
q = 0,38 ·107 Дж/кг
Ответ: Q = 95·103 Дж
ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Что должен знать о процессе
горения человек, чтобы мог не только
использовать горение для своего
блага, но и защитить себя от
пожара?
Какие факторы и как влияют на ход
процесса горения во время пожара?
Какие меры надо предпринять
человеку, чтобы эффективнее
потушить пожар и избежать его
поражающего действия?
Темы сообщений учащихся:
Состав дыма при горении различных
веществ и их вред для здоровья
человека, способы защиты от дыма.
Основные правила пожарной
безопасности при возникновении пожара
в квартире.
Современные средства пожаротушения.
Основные правила пожарной
безопасности при возникновении пожара
в лесу.
Как помочь человеку, который загорелся .
33
Домашнее задание
§11. упр.5 (2-3),
Степанова Г.Н..
№1121..№1129,1130,1131
Презентация Энергия топлива к уроку 1.ppt
