Hvordan ville du beregne, hvor meget varmeenergi der kræves for at hæve temperaturen på kul?

Du kan ikke beregne den nøjagtige mængde varmeenergi, der kræves for at hæve temperaturen på kul ved blot at kende dens masse og temperaturændring. Her er hvorfor:

* kul er ikke et rent stof: Kul er en kompleks blanding af kulbrinter, mineraler og andre forbindelser. Dens sammensætning varierer meget afhængigt af kilden og typen af ​​kul.

* Specifik varmekapacitet varierer: Den specifikke varmekapacitet (mængden af ​​varme, der er nødvendig for at hæve temperaturen på 1 gram af et stof med 1 graders celsius) er ikke konstant for kul. Det afhænger af den specifikke sammensætning af kulet, dets fugtighedsindhold og temperaturområdet.

kan du dog estimere den krævede varmeenergi ved hjælp af følgende trin:

1. Bestem kultypen: Identificer den specifikke type kul, du arbejder med (f.eks. Antracit, bituminøs, lignit).

2. Find den omtrentlige specifikke varmekapacitet: Søg efter offentliggjorte data om den specifikke varmekapacitet for den type kul. Du kan finde værdier i videnskabelige databaser eller publikationer.

3. Overvej fugtighedsindholdet: Kul indeholder ofte fugt. Vandet i kulet vil også absorbere varme, så du skal redegøre for dets specifikke varmekapacitet (4.184 J/g ° C) og vandindholdet i kulprøven.

4. Beregn varmeenergien: Brug følgende formel:

varmeenergi (q) =masse af kul (m) x specifik varmekapacitet af kul (c) x temperaturændring (ΔT)

Eksempel:

Lad os sige, at du har 100 gram bituminøst kul med et fugtighedsindhold på 5%, og du vil hæve temperaturen fra 20 ° C til 100 ° C.

1. Omtrentlig specifik varmekapacitet: Lad os antage, at den specifikke varmekapacitet af bituminøst kul er omkring 1,0 J/g ° C.

2. Vandindhold: 5% af 100 gram er 5 gram vand.

3. Temperaturændring: ΔT =100 ° C - 20 ° C =80 ° C

varmeenergi til kul:

* Q =95 g (kul) x 1,0 J/g ° C x 80 ° C =7600 J

varmeenergi til vand:

* Q =5 g (vand) x 4,184 J/g ° C x 80 ° C =1673,6 J

Samlet varmeenergi: 7600 J + 1673.6 J =9273.6 J

Vigtig note: Denne beregning er en tilnærmelse. Den faktiske varmeenergi, der kræves, kan variere markant afhængigt af den specifikke kulsammensætning og det faktiske fugtighedsindhold.