Conversia kilojoulekilogramei kJkg în calorii (IT) gram cal (IT) g • Energie specifică, căldură de ardere

  • X
  • TranslatorsCafe.com
  • Convertoare de unități online
  • Uzual
  • Mecanică
  • Căldură
  • Fluide
  • Sunet
  • Ușoară
  • Electric
  • Magnetism
  • Radiații
  • Diverse
  • Calculatoare
  • Engleză Statele Unite)

Convertiți kilojoule/kilogram [kJ/kg] în calorii (IT)/gram [cal (IT)/g]

Densitate încărcare volum

Prezentare generală

Se numește energia măsurată pentru o anumită unitate de masă de combustibil energie specifică. Acest articol discută despre energia generată de combustie și metabolism. De exemplu, arderea (arderea) unei anumite mase de hidrocarburi, de exemplu, propanul, va genera o anumită cantitate de energie sau căldură specifică. Se măsoară în jouli pe kilogram (J/kg) în sistemul SI. Energia specifică este calculată cel mai frecvent pentru căldura generată prin arderea hidrocarburilor, deși mulți alți combustibili pot fi arși. Metanul și butanul sunt câteva exemple de hidrocarburi.

kilojoulekilogramei

Oxigenul trebuie să fie prezent pentru ca combustia să se producă - în majoritatea cazurilor se folosește oxigen din aer. Atunci când energia este generată prin arderea hidrocarburilor, produsele secundare sunt apa și dioxidul de carbon. Acesta din urmă are un efect negativ asupra mediului nostru, motiv pentru care industria energiei alternative care generează energie fără acest produs secundar se dezvoltă rapid. În timp ce dioxidul de carbon este dăunător, pe de altă parte, apa produsă în timpul arderii este utilă - unele animale o folosesc ca sursă internă de apă - de exemplu, cămilele, așa cum este descris mai jos.

Măsurarea energiei specifice

Energia specifică poate fi măsurată prin calorimetre - dispozitive care măsoară căldura. Calorimetrele de bombă sunt utilizate cel mai frecvent cu energia generată prin ardere. Un calorimetru de bombă constă dintr-o cameră interioară izolată, cunoscută și sub numele de „bombă” în care este furnizat oxigenul și combustibilul arde; un dispozitiv pentru aprinderea combustibilului, care constă de obicei din fire electrice; și o cameră exterioară izolată cu un recipient de apă în jurul camerei interioare care se încălzește pe măsură ce combustibilul este ars. Se măsoară temperatura apei din această cameră exterioară.

Aplicații: combustibil

Oamenii depind de combustibili în viața de zi cu zi. Sunt utilizate pentru gătit, încălzire, alimentarea mașinilor și vehiculelor, iluminare și în alte scopuri. În prezent, majoritatea combustibililor sunt pe bază de hidrocarburi, iar calcularea căldurii lor de ardere ca energie specifică pe masă este utilă pentru compararea diferiților combustibili și a eficienței acestora. Cu cât se poate produce mai multă energie cu o anumită masă de combustibil - cu atât este mai eficient acest combustibil.

Vehiculele care sunt alimentate cu combustibil trebuie să îl transporte la bord și există adesea limitări privind cantitatea de masă suplimentară din combustibil pe care o pot transporta aceste vehicule. Prin urmare, ca urmare a acestor limitări, energia specifică pe masă a combustibilului determină cât de departe pot călători. Pentru astfel de vehicule, este important să aveți combustibil cu o energie specifică cât mai mare pe o anumită unitate de masă posibilă. Acest lucru este valabil mai ales pentru aeronave și hidrofoiluri.

Restricții privind greutatea aeronavelor

Combustibilul din aeronave este stocat în aripi și, dacă este nevoie de mai mult combustibil, atunci este stocat în rezervoare suplimentare în fuzelaj. Restricțiile de greutate pe o aeronavă duc adesea la necesitatea de a aduce doar atât combustibil cât este necesar pentru o anumită distanță, pentru a putea folosi restul greutății permise pentru a transporta pasageri și mărfuri. Rutele aeriene, în special cele ale companiilor aeriene comerciale, sunt adesea calculate astfel încât avioanele să poată transporta suficient combustibil fără a fi nevoie să facă o escală pentru realimentare. Distanțele sunt astfel selectate pentru a fi atâta timp cât permite alimentarea cu combustibil la bord. Restricția de greutate este, de asemenea, motivul pentru care pasagerilor li se permite o cantitate limitată de bagaje și de ce li se percep taxe mari pentru bagajele suplimentare sau supraponderale. În unele cazuri, datorită prețului combustibilului la aeroportul de destinație, aeronava poate fi alimentată și pentru călătoria de întoarcere - în acest caz, restricțiile de greutate pot fi deosebit de strânse.

Transportatori de marfă

Considerațiile legate de greutate sunt deosebit de importante pentru avioanele de navetă spațială și alte modele similare, care sunt proiectate pentru a transporta un alt vehicul zburător, cum ar fi navele spațiale. O navă spațială este foarte grea, în comparație cu greutatea mărfurilor și pasagerilor convenționali, iar transportatorii de nave spațiale trebuie să poată acomoda această greutate suplimentară și să aibă suficient combustibil pentru a acoperi distanța necesară.

Cea mai mare navă spațială și avioane de marfă supraponderale, Antonov An-225 Mriya, operată în prezent de un transportator ucrainean Antonov Airlines este un exemplu de astfel de vehicul. Acesta a fost conceput pentru a transporta Buran, care era un vehicul orbital sovietic, similar cu naveta spațială a NASA. An-225 cântărește 250 de tone când este gol și poate transporta până la 300 de tone de combustibil. Greutatea maximă totală pe care o poate ridica este de 640 de tone, inclusiv greutatea proprie. Astfel, dacă transportă rezervoare pline de combustibil, nu poate transporta decât încărcături suplimentare cu greutatea de 640 - 250 - 300 = 90 de tone. Dacă ar fi transportat pasageri, 50 de tone din acea greutate ar fi fost folosite la 500 de pasageri cu bagaje, dacă estimăm că un pasager mediu cu bagaj cântărește 100 de kilograme. Pe de altă parte, cu un combustibil minim folosit pentru a parcurge o distanță mică, An-225 poate transporta până la 250 de tone de marfă.

Cea mai grea încărcătură înregistrată pe care a purtat-o ​​vreodată An-225 a inclus 4 tancuri de luptă cu o greutate totală de 254 tone. Cu o cantitate de combustibil de 640 - 254 - 300 = 86 de tone a zburat la o distanță de 1.000 km. În acest moment este construită doar o singură aeronavă An-225, a doua fiind incompletă. Această aeronavă a transportat provizii de ajutorare în caz de catastrofe, provizii și mese militare, locomotive, generatoare, turbine eoliene și alte obiecte grele sau mari.

Avioane de pasageri

Un exemplu de calcul pentru o aeronavă de pasageri este următorul. Pentru Boeing 777-236/ER din imagine, greutatea totală a unui avion gol este de 138 de tone. Greutatea maximă pe care o poate suporta la decolare este de 298 tone. Poate găzdui până la 440 de pasageri, ceea ce face ca greutatea maximă a pasagerului + încărcătură să fie de 400 × 100 kg = 40.000 kg sau 40 de tone. Acest lucru lasă 298 - 40 - 138 = 120 de tone pentru încărcătură suplimentară și combustibil.

Consumul de combustibil variază pe parcursul zborului și pentru zboruri diferite, în funcție de greutatea totală transportată, de tipul zborului și de multe alte variabile. După o estimare aproximativă, Boeing 777-236/ER folosește aproximativ 8.000 kg sau 8 tone de combustibil pe oră. Aceasta înseamnă că această aeronavă poate zbura până la 15 ore dacă folosește toate cele 120 de tone pentru combustibil și are toți 440 de pasageri cu bagaje la bord. Să verificăm acuratețea calculelor noastre. Specificațiile de pe site-ul Boeing indică faptul că la sarcină maximă 777-236/ER poate zbura pe o distanță de până la 14.310 km. Este vorba de aproximativ 8892 mile. Viteza de croazieră este de 905 km/h (562 mph), ceea ce înseamnă că poate zbura aproximativ 14.310/905 = 15,8 ore. Acest lucru este aproape de estimarea de mai sus.