Розрах. Теплоти згоряння індивід. р-н

Якщо ми маємо суміш горючих речовин SР_г,, то при горінні в повітрі, реагуючи з киснем, вона дасть суміш продуктів горіння SП_г і тепло DН_г:

Приклад.

Горить ацетон. Треба визначити нижчу теплоту згоряння.Починати треба з рівняння хімічної реакції.

СН₃СОСН₃ + 4О₂ = 3СО₂ + 3Н₂О + Q

Н_утв(ац) = - 248,45 кДж/моль;

Н_утв(СО₂)_газ = - 393,78 кДж/моль;

Н_утв(Н₂О)_газ = - 241,80 кДж/моль;

Н_утв(О₂) = 0

DН_г (ац) = 3·(-393,78) + 3·(-241,80) – (-248,45) =

-1181,3 - 725,4 + 248,5 = -1906,7 + 248,5 == -1658,2 кДж/моль.

Існує межа значення теплоти згоряння, нижче якої речовини в атмосфері повітря горіти не здатні. Це речовини, теплота згоряння яких не перебільшує 2100 кДж/кг.

Теплоти утворення і згоряння переважної біль­шості індивідуальних речовин можна знайти в довідниках. При необхідності їх можна визначити, ко­ристуючись законом Гесса, або за формулою Менделєєва. Теплоту згоряння суміші речовин можна розрахувати по мольних частках компонентів або за формулою Менделєєва.

Коли маємо суміш індивідуальних речовин, треба розраховувати або визначати по довід­никах теплоту згоряння для кожної окремо, визна­чати частки молю кожної у суміші і підсумовувати загальний тепловий ефект, враховуючи внесок кожного компоненту.приклад

Горить суміш з 20 кг ацетону і 2 кг водню.Н_зг(ац) = - 1786,9 кДж/моль (вища);

Н_зг(Н₂) = - 285,8 кДж/моль.

Щоб вирахувати частки молю, треба поділити кілограми на мольну масу.Ацетон: С₃Н₆О, М = 3·12 + 1·6 + 16 = 58;

m_i = 20/58 = 0,345 кг-молів.

Водень: Н₂, М = 2; m_i = 2/2 = 1 кг-моль.

Загальна теплота згоряння цієї суміші:

Q_в = 0,345·(-1786,9)·ІО³ + 1·(-285,8)· ІО³ =

-616500 – 285800 = - 902300 кДж.

Якщо горить матеріал, для якого замість хімічної формули відомий лише відсотковий склад, орієнтовну вищу теплоту згоряння можна вирахувати за формулою Д. І. Менделєєва:

Q_в = 339,4С +1257Н - 108,9(0+N-S) кДж/кг.

В цій формулі C, H, O, N, S - масова відсоткова кількість в суміші відповідно вуглецю (карбону), водню (гідрогену), кисню (оксигену), азоту (нітрогену), сірки (сульфуру).

19 питання

Та максимальна температура, до якої в процесі горіння нагріваються продукти горіння, включаючи азот, називається температурою горіння. Розрізняють калориметричну, теоретичну та дійсну температуру горіння.

Дійсна - це та температура, що існує в зоні по­жежі реально.

Калориметричною є температура, до якої нагрі­ваються продукти повного згоряння при умовах:

1. Все тепло, що виділяється, витрачається на нагрів продуктів згоряння. Втрати тепла дорівнюють нулю.2. Початкова температура повітря і горючої ре­човини дорівнює нулю (за Цельсієм).

3.Кількість повітря дорівнює теоретично необхідній (a = 1).

4. Відбувається повне згоряння.

Теоретична температура трохи нижча за калориметричну, вона враховує ендотермічні процеси дисоціації.Температура внутрішньої пожежі - це середня температура диму в приміщенні, у якому пожежа відбувається.

Температура зовнішньої пожежі - то, власне, температураполум ' я.Тепло, що іде на нагрів продуктів згоряння до калориметричної температури, дорівнює нижчій теплоті згоряння q_г = Q_н, або Q_н = q_г, тобто теплоті, що виділяється.

Це тепло іде на нагрів продуктів згоряння і по суті є тепловмістом продуктів згоряння.

ГОМО- ГЕТЕРО

Системи, що горять, можуть бути однорідними i неоднорідними.

Однорідними є системи, в яких горючий матеріал i повітря рівномірно перемішані. Горіння таких сумішей називають гомогенним. Від слова "гомо" - однаковий.

Системи, в яких горючий матеріал і повітря не перемішані i мають поверхні розділу, відносяться до неоднорідних.

Тиск кисню в оточуючому середовищі - 21 кПа а в зоні горіння нуль. Ясно, що дифузію буде спрямо­вано із зовні крізь шар продуктів горіння в зону горіння.

В зоні горіння температура підвищена. При підвищеній температурі питома густина речовин зменшується. Тому продукти згоряння піднімаються догори. Місце звільняється, а природа пустого не виносить. На порожнє місце дифундують пари рідини i повітря. При гетерогенному горінні кисень дифундує до поверхні також крізь продукти згоряння. При наближенні до зони горіння повітря все більше розводиться продуктами горіння. Концентрація кисню тим менша, чим ближча зона горіння.1. Фізична стадія - стадія дифузії кисню до горючої речовини.2. Хімічна стадія - стадія, яка обумовлена перерозподілом електронів.