Энергия топлива и теплота сгорания

Определение

Теплота сгорания (удельная) $q$ — количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг топлива.

$q = \frac{Q}{m}$

Единица: Дж/кг.

При сгорании топлива химическая энергия связей превращается во внутреннюю энергию продуктов горения, которая передаётся окружающим телам.

Формула

Количество теплоты при сгорании массы $m$ топлива:

$Q = q \cdot m$

Типичные значения $q$ (справочно)

Топливо	$q$, МДж/кг
Дрова (сухие)	~10
Уголь	~27
Бензин	~46
Природный газ	~44

Точные значения зависят от сорта; в задачах $q$ обычно дают в условии.

Обозначения

Символ	Название	Единица СИ
$Q$	Количество теплоты	Дж
$q$	Удельная теплота сгорания	Дж/кг
$m$	Масса топлива	кг

Пример

Дано: $m = 0{,}2$ кг угля, $q = 2{,}7 \times 10^7$ Дж/кг.

Формула: $Q = q \cdot m$

Подстановка: $Q = 2{,}7 \times 10^7 \times 0{,}2 = 5{,}4 \times 10^6$ Дж $= 5{,}4$ МДж

Ответ: $Q = 5{,}4$ МДж.

Связь с пищевыми калориями

В питании энергию измеряют в килокалориях (ккал): 1 ккал ≈ 4200 Дж. Углеводы и жиры в еде — «топливо» для организма; на упаковке указывают, сколько энергии выделится при «сгорании» в организме — по той же идее, что $Q = qm$.