Перетворення грам калорій (IT) гкал в кілограм джоуля кгДж • Питома енергія, теплота згоряння (на масу

  • х
  • TranslatorsCafe.com
  • Інтернет-перетворювачі одиниць
  • Поширені
  • Механіка
  • Тепло
  • Рідини
  • Звук
  • Світло
  • Електрична
  • Магнетизм
  • Випромінювання
  • Різне
  • Калькулятори
  • Англійська (США)

Перетворення грам/калорія (IT) [г/кал] в кілограм/джоуль [кг/Дж]

Зроби сам - як визначити оптичну силу нових окулярів, не відвідуючи лікаря

Огляд

Енергія, яка вимірюється для даної одиниці маси палива, називається питома енергія. У цій статті розглядається енергія, яка утворюється при згорянні та метаболізмі. Наприклад, згоряння (спалення) даної маси вуглеводнів, наприклад, пропану, буде генерувати певну кількість питомої енергії або тепла. Він вимірюється в джоулях на кілограм (Дж/кг) у системі СІ. Найчастіше питома енергія розраховується для тепла, яке виробляється при спалюванні вуглеводнів, хоча багато інших видів палива можуть спалюватися. Метан і бутан - деякі приклади вуглеводнів.

грам

Для горіння повинен бути присутній кисень - у більшості випадків використовується кисень із повітря. Коли енергія виробляється спалюванням вуглеводнів, побічними продуктами є вода та вуглекислий газ. Останнє негативно впливає на наше довкілля, саме тому галузь альтернативної енергетики, яка виробляє енергію без цього побічного продукту, швидко розвивається. Хоча вуглекислий газ шкідливий, з іншого боку, вода, яка утворюється під час горіння, корисна - деякі тварини використовують її як внутрішнє джерело води - наприклад, верблюдів, як описано нижче.

Вимірювання питомої енергії

Питому енергію можна виміряти калориметрами - приладами, які вимірюють тепло. Бомбові калориметри найчастіше використовуються з енергією, що виробляється при згорянні. Калориметр бомби складається з ізольованої внутрішньої камери, також відомої як "бомба", куди подається кисень і згоряє паливо; пристрій для займання палива, яке зазвичай складається з електричних проводів; і ізольовану зовнішню камеру з контейнером для води навколо внутрішньої камери, яка нагрівається в процесі спалювання палива. Вимірюється температура води в цій зовнішній камері.

Застосування: Паливо

У повсякденному житті люди залежать від палива. Вони використовуються для приготування їжі, опалення, живлення машин і транспортних засобів, освітлення та для інших цілей. На даний момент більшість видів палива базуються на вуглеводні, і розрахунок теплоти згоряння як питомої енергії на масу корисний для порівняння різних видів палива та їх ефективності. Чим більше енергії можна отримати з заданою масою палива - тим ефективніше це паливо.

Транспортні засоби, що працюють на паливі, повинні перевозити його на борту, і часто існують обмеження щодо кількості додаткової маси пального, яке ці транспортні засоби можуть нести. Отже, внаслідок цих обмежень питома енергія палива на масу визначає, наскільки далеко вони можуть пройти. Для таких транспортних засобів важливо мати паливо з якомога більшою питомою енергією на дану одиницю маси. Особливо це стосується літаків та підводних крил.

Обмеження ваги літака

Паливо в літаку зберігається в крилах, і якщо потрібно більше палива, то воно зберігається в додаткових резервуарах у фюзеляжі. Обмеження ваги літака часто призводять до необхідності привезти лише стільки пального, скільки потрібно для даної відстані, щоб мати можливість використовувати решту дозволеної ваги для перевезення пасажирів та вантажу. Маршрути літаків, особливо комерційних авіакомпаній, часто розраховуються таким чином, що літаки можуть перевозити достатню кількість палива, не роблячи зупинки для заправки. Таким чином, відстані вибираються такими, наскільки дозволяє подача палива на борту. Обмеження ваги також полягає в тому, чому пасажирам дозволяється обмежена кількість багажу, і чому з них стягується висока плата за додатковий багаж або багаж із надмірною вагою. У деяких випадках через ціну пального в аеропорту призначення літак може заправлятись і для зворотного шляху - в цьому випадку обмеження ваги можуть бути особливо жорсткими.

Вантажоперевізники

Міркування щодо ваги особливо важливі для літаків-космічних човників та інших подібних моделей, які призначені для перевезення іншого літаючого транспортного засобу, такого космічного корабля. Космічний корабель дуже важкий у порівнянні з вагою звичайних вантажів і пасажирів, і носії космічних кораблів повинні мати можливість вмістити цю зайву вагу і мати достатньо палива для подолання необхідної відстані.

Найбільший космічний корабель і вантажний літак із надмірною вагою - Антонов Ан-225 "Мрія", який зараз експлуатується українським перевізником Авіакомпанія "Антонов" є прикладом такого транспортного засобу. Він був розроблений для транспортування "Бурана", який був радянським орбітальним апаратом, подібним до космічного човника НАСА. Ан-225 важить 250 тонн, коли він порожній, і може перевозити до 300 тонн палива. Загальна максимальна вага, яку він може підняти, становить 640 тонн, включаючи власну вагу. Таким чином, якщо він перевозить повні резервуари з паливом, він може перевозити лише додаткові вантажі вагою 640 - 250 - 300 = 90 тонн. Якби він перевозив пасажирів, 50 тонн цієї ваги було б використано на 500 пасажирів з багажем, якщо ми вважаємо, що середній пасажир із багажем важить 100 кілограмів. З іншого боку, з мінімальним паливом, що використовується для подорожі на невелику відстань, Ан-225 може перевозити до 250 тонн вантажу.

Найважче зафіксоване навантаження, яке коли-небудь перевозив Ан-225, включало 4 бойові танки загальною вагою 254 тонни. При кількості палива 640 - 254 - 300 = 86 тонн він пролетів відстань 1000 км. На даний момент побудований лише один літак Ан-225, другий - неповний. Цей літак транспортував засоби для ліквідації наслідків стихійних лих, військові матеріали та страви, локомотиви, генератори, вітрові турбіни та інші важкі або великі предмети.

Пасажирські літаки

Приклад розрахунку для пасажирського літака такий. Для зображеного на фото Boeing 777-236/ER загальна вага порожнього літака становить 138 тонн. Максимальна вага, яку він може нести при зльоті, становить 298 тонн. Він вміщує до 440 пасажирів, забезпечуючи максимальну вагу пасажира + вантажу до 400 × 100 кг = 40000 кг або 40 тонн. Це залишає 298 - 40 - 138 = 120 тонн на додаткові вантажі та паливо.

Витрата палива змінюється протягом польоту та для різних рейсів, залежно від загальної ваги, що переноситься, типу польоту та багатьох інших змінних. За дуже грубими підрахунками, Boeing 777-236/ER використовує близько 8000 кг або 8 тонн палива на годину. Це означає, що цей літак може літати до 15 годин, якщо він використовує всі 120 тонн для палива і має на борту всіх 440 пасажирів з багажем. Давайте перевіримо точність наших розрахунків. Технічні характеристики на веб-сайті Boeing вказують, що при максимальному навантаженні 777-236/ER може пролетіти відстань до 14 310 км. Це близько 8892 миль. Його крейсерська швидкість становить 905 км/год (562 милі/год), що означає, що він може літати приблизно 14 310/905 = 15,8 годин. Це близько до оцінки вище.