Hay nhất
Công thức tính hiệu suất của động cơ nhiệt:
Năng suất tỏa nhiệt hay nhiệt đốt cháy [ΔHc0] của một chất, thông thường là các dạng nhiên liệu hay thực phẩm, là lượng nhiệt được giải phóng trong quá trình đốt cháy một lượng cụ thể của chất đó. Năng suất tỏa nhiệt là đặc trưng cho từng chất. Nó được đo theo các đơn vị đo năng lượng trên mỗi đơn vị chất đó, thông thường là khối lượng, chẳng hạn như kcal/kg, kJ/kg, J/mol, Btu/m³. Năng suất tỏa nhiệt nói chung được xác định bằng cách sử dụng nhiệt lượng kế. Nó cũng có thể được tính như là khác biệt giữa nhiệt hình thành [ΔfH0] của các sản phẩm và của các chất tham gia phản ứng.
Giá trị được gọi là năng suất tỏa nhiệt trên [hay năng suất tỏa nhiệt tổng thể hay năng lượng tổng thể] được xác định bằng cách đưa tất cả mọi sản phẩm của sự cháy ngược trở lại nhiệt độ ban đầu trước khi cháy, và cụ thể là ngưng tụ bất kỳ loại hơi nào đã sinh ra. Điều này có nghĩa là người ta coi năng suất tỏa nhiệt trên như là nhiệt nhiệt động lực học của sự cháy từ thay đổi enthalpy đối với phản ứng để đạt được nhiệt độ thông thường của các chất trước và sau khi cháy. Trong trường hợp này, nước sinh ra trong quá trình cháy được coi là lỏng.
Giá trị được gọi là năng suất tỏa nhiệt dưới [hay năng suất tỏa nhiệt thực] được xác định bằng cách trừ nhiệt hóa hơi của nước sinh ra từ sự cháy ra khỏi năng suất tỏa nhiệt trên. Điều này có nghĩa là người ta coi bất kỳ lượng nước nào sinh ra đều ở dạng hơi. Năng lượng cần thiết để hóa hơi nước vì thế không được coi là nhiệt.
Phần lớn các ứng dụng có sự đốt cháy nhiên liệu đều sinh ra hơi nước và đó là phần không được sử dụng, và vì thế làm lãng phí lượng nhiệt của nó. Trong những ứng dụng như thế, năng suất tỏa nhiệt dưới là giới hạn có thể sử dụng được. Cụ thể, điều này liên quan tới khí tự nhiên, do hàm lượng hiđrô cao của nó nên sinh ra nhiều nước. Năng suất tỏa nhiệt trên là thích đáng đối với khí ga đốt cháy trong các nồi hơi ngưng tụ để ngưng tụ hơi nước sinh ra từ sự cháy, thu lại nhiệt mà nếu khác đi đã bị bỏ phí.
Mục lục
- 1 Năng suất tỏa nhiệt trên của một số nhiên liệu
- 2 Năng suất tỏa nhiệt trên của khí tự nhiên
- 3 Nhiên liệu cần để thắp sáng một bóng 100W trong một năm [876 kWh]
- 4 Xem thêm
- 5 Tham khảo-ghi chú
| Hiđrô | 141,8 | 61.100 | 286 |
| Mêtan | 55,5 | 23.900 | 783 |
| Êtan | 51,9 | 22.400 | 1.570 |
| Propan | 50,35 | 21.700 | 2.220 |
| Butan | 49,5 | 20.900 | 2.875 |
| Diesel | 47,3 | 20.400 | |
| Parafin | 46 | 19.900 | 16.300 |
| Xăng | 44,8 | 19.300 | |
| Than đá | 15–27 | 8.000–14.000 | 200–350 |
| Gỗ | 15 | 6.500 | 300 |
| Than bùn | 6–15 | 2.500–6.500 |
| Metanol | 22,7 | 9.800 | 726 |
| Etanol | 29,7 | 12.800 | 1.300 |
| Propanol | 33,6 | 14.500 | 2.020 |
| Acetylen | 49,9 | 21.500 | 1.300 |
| Benzen | 41,8 | 18.000 | 3.270 |
| Amonia | 22,5 | 9.690 | 382 |
| Hydrazin | 19,4 | 8.370 | 622 |
| Hexamin | 30,0 | 12.900 | 4.200 |
| Cacbon | 32,8 | 14.100 | 393,5 |
Năng suất tỏa nhiệt trên của khí tự nhiên từ các nguồn khai thác khác nhau là không đồng nhất. Dữ liệu đưa ra dưới đây thu được từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế [International Energy Agency]:[2]
- Nga: 38.231 kJ/m³
- Hoa Kỳ: 38.416 kJ/m³
- Canada: 38.200 kJ/m³
- Hà Lan: 33.320 kJ/m³
- Vương quốc Anh: 39.710 kJ/m³
- Indonesia: 40.600 kJ/m³
- Algérie: 42.000 kJ/m³
- Uzbekistan: 37.889 kJ/m³
- Ả Rập Xê Út: 38.000 kJ/m³
- Na Uy: 39.877 kJ/m³
- Bangladesh: 36.000 kJ/m³
Năng suất tỏa nhiệt dưới của các nguồn khí tự nhiên nói trên bằng khoảng 90% năng suất tỏa nhiệt trên của chúng.
- 400kg [876lb] than đá
- 230kg [508lb] dầu mỏ
- 170kg [377lb] hay 255 m³ khí tự nhiên
- 0,006kg [.014lb] urani
- 0,0000075kg [0,000016lb] Mặt Trời
- Hiệu suất nhiên liệu
- Hiệu năng của than
- Năng lượng thực phẩm
- Chỉ số Wobbe
- Mật độ năng lượng
- Hiệu suất nhiệt
- Phản ứng tỏa nhiệt
- Nội năng
- ^ a b NIST Chemistry WebBook
- ^ “Thống kê năng lượng thế giới [2005], trang 59” [PDF]. Bản gốc [PDF] lưu trữ ngày 7 tháng 3 năm 2009. Truy cập ngày 7 tháng 1 năm 2008.
- "Carburants et moteurs", J-C Guibet, Publication de l'Institut Français du Pétrole, ISBN 2-7108-0704-1
Hiệu suất nhiệt của động cơ nhiệt là thước đo hiệu suất được thực hiện bằng cách lấy tỷ số giữa lượng năng lượng được tạo ra với lượng nhiệt năng đầu vào từ một nguồn, thường được biểu thị bằng phần trăm. Ví dụ: nếu bạn nạp 1000 Joules năng lượng qua nhiên liệu, nhưng chỉ nhận được 500 Joules năng lượng, thì hiệu suất nhiệt của bạn là 50 phần trăm.
Động cơ nhiệt biến đổi bất kỳ năng lượng nhiệt đầu vào nào thành cơ năng, nhưng quá trình này không hoàn toàn hoàn hảo; một phần nhiệt năng được thải ra môi trường dưới dạng nhiệt thải, và một phần bị mất đi do ma sát cơ học trong chính động cơ. Các động cơ nhiệt tốt nhất có hiệu suất khoảng 50%, có nghĩa là phần lớn năng lượng nhiệt đầu vào cuối cùng trở thành lãng phí tài nguyên.
Ngay cả trong một động cơ lý tưởng, không có ma sát, định luật thứ hai của nhiệt động lực học đặt ra các giới hạn về hiệu suất tối đa của động cơ. Hiệu suất này được gọi là hiệu suất Carnot, có thể được tính toán trước tiên bằng cách xác định tỷ số giữa nhiệt độ tuyệt đối của môi trường mà động cơ nhiệt thải ra dưới dạng nhiệt thải, Tc, và nhiệt độ tuyệt đối mà nhiệt đi vào động cơ, Th, và trừ đi tỷ lệ từ 1.