Номер 5.16, страница 26 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 5. Энергия топлива. Удельная теплота сгорания - номер 5.16, страница 26.

Условие.

5.16. Почему дом удобнее отапливать, используя уголь, природный газ или дизельное топливо, чем дрова и солому?

Решение.

Отапливать дом углём, природным газом или дизельным топливом удобнее, чем дровами и соломой, по нескольким ключевым причинам, которые в основном связаны с их физическими свойствами и практичностью использования.

Высокая удельная теплота сгорания. Основное преимущество заключается в количестве теплоты, выделяемой при сгорании единицы массы топлива. Эта величина называется удельной теплотой сгорания ($\text{q}$). У угля, природного газа и дизельного топлива она значительно выше, чем у дров и соломы. Например, удельная теплота сгорания природного газа ($q \approx 44 \cdot 10^6$ Дж/кг) и дизельного топлива ($q \approx 42 \cdot 10^6$ Дж/кг) примерно в 4 раза выше, чем у сухих дров ($q \approx 10 \cdot 10^6$ Дж/кг), а у каменного угля ($q \approx 27 \cdot 10^6$ Дж/кг) — почти в 3 раза. Это означает, что для получения того же количества тепла потребуется сжечь в несколько раз меньше угля, газа или дизеля по массе. Как следствие, требуется значительно меньше места для хранения топлива, а загружать его в котёл или печь нужно гораздо реже.

Удобство использования и автоматизация. Природный газ, который подается по трубопроводу, вообще не требует от пользователя никаких усилий по хранению и загрузке. Процесс горения в современных газовых котлах полностью автоматизирован. Дизельное топливо (жидкость) также позволяет легко автоматизировать отопление: оно подается из бака в котёл насосом. Дрова и солома, напротив, требуют постоянного ручного труда: их нужно регулярно подкладывать в печь, они оставляют много золы, которую необходимо постоянно вычищать. Кроме того, заготовка дров (распиловка, колка, сушка) — это очень трудоёмкий процесс.

Стабильность горения и чистота. Газ и дизельное топливо обеспечивают стабильное, ровное горение и сгорают практически полностью, оставляя минимум сажи и золы. Теплоотдача дров и соломы сильно зависит от их влажности: сырые дрова горят плохо, дымят и выделяют мало тепла. Таким образом, уголь, газ и дизельное топливо обеспечивают более предсказуемый, эффективный и чистый процесс получения тепла.

Ответ: Дом удобнее отапливать углём, природным газом или дизельным топливом из-за их высокой удельной теплоты сгорания. Это позволяет получить необходимое количество тепла, сжигая значительно меньшую массу и объём топлива, что упрощает его хранение и сокращает частоту загрузок. Кроме того, использование газа и дизельного топлива легко поддаётся автоматизации, что избавляет от трудоёмкой ручной работы, связанной с заготовкой, загрузкой дров или соломы и чисткой золы.