Valor calorífico de la leña
La cantidad de calor liberado durante la combustión de la leña depende del tipo de madera y del contenido de humedad de la misma. La humedad reduce el poder calorífico de la leña, ya que el agua evaporada se lleva parte de la energía térmica. Las pérdidas de humedad dependen ligeramente de la temperatura inicial de la leña (más precisamente, del agua que contienen) y se toman iguales a 0,63 kWh por kilogramo de agua.
La leña de madera dura absolutamente seca produce alrededor de 5 kWh de calor por kilogramo de leña.
La leña de coníferas absolutamente seca proporciona unos 5,2 kWh de calor por kilogramo de leña, debido a la diferencia química de su madera.
En condiciones reales, es imposible lograr un secado perfecto, por lo que la siguiente tabla muestra el poder calorífico de la leña de diferentes tipos de madera con un contenido de humedad del 15% y para comparar con otros tipos de combustible:
| tipo de combustible | Valor calorífico del material, kWh/kg (MJ/kg) | Densidad del material, kg/dm³ | Densidad de carga, kg/m³ | Poder calorífico de la leña, kWh/m³ |
|---|---|---|---|---|
| haya, fresno | 4,2 (15) | 0,74 | 480 | 2016 |
| roble | 4,2 (15) | 0,69 | 470 | 1974 |
| Abedul | 4,2 (15) | 0,65 | 450 | 1890 |
| Alerce | 4,3 (15,5) | 0,58 | 420 | 1806 |
| Pino | 4,3 (15,5) | 0,52 | 360 | 1548 |
| Abeto | 4,3 (15,5) | 0,44 | 330 | 1419 |
| gasolina | 12 (43) | 0,84 | 840 | |
| Carbón | 7,8-9,8 (28-35) | 0,6-1,9 |
Aunque el valor calorífico másico de la madera de coníferas es mayor que el de la madera dura, debido a la menor densidad de la madera, el valor calorífico volumétrico específico de la leña de coníferas es menor que el de la madera dura. La leña de coníferas ocupa más espacio y se quema más rápido.
Un metro cúbico de leña de madera dura seca puede reemplazar 200 litros de petróleo, 200 metros cúbicos de gas natural. La energía que se extrae de la leña también es de origen solar. Pero al mismo tiempo, a diferencia del petróleo, el carbón y el gas, la madera es un recurso renovable. La leña como tipo de biocombustible es una fuente de energía renovable.
energía de combustible Valor calorífico específico del combustible
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En la naturaleza, hay muchas sustancias combustibles que liberan calor cuando se queman. Estos son la leña, el carbón, el petróleo, el alcohol, el gas, etc.
Sin embargo, sólo pueden considerarse combustibles aquellas sustancias combustibles que tengan un alto calor específico de combustión, una baja temperatura de ignición y la ausencia de productos de combustión nocivos.
Cuanto más calor se libere durante la combustión del combustible, mejor. Esta energía se puede utilizar para calentar una casa, accionar varios mecanismos o generar electricidad.
Para calentar una casa, se requiere carbón varias veces menos que leña seca, ya que diferentes tipos de combustible de la misma masa emiten diferentes cantidades de calor durante la combustión completa. Es posible comparar la cantidad de calor liberado durante la combustión de diferentes tipos de combustible utilizando una cantidad física: el calor específico de combustión.
La cantidad física que muestra cuánto calor se libera durante la combustión completa de un combustible que pesa 1 kg se denomina calor específico de combustión del combustible.El calor específico de combustión se denota con la letra q. La unidad de calor específico de combustión es 1 J/kg.
El calor específico de combustión se determina experimentalmente utilizando instrumentos bastante complejos.
Los resultados de los datos experimentales se dan en .
La fórmula de cálculo para la cantidad de calor liberado durante la combustión completa del combustible:
Q = q*m
donde Q es la cantidad de calor liberado (J),
q es el calor específico de combustión (J/kg),
m es la masa de combustible quemado (kg).
| EJEMPLOS DE SOLUCIÓN DE PROBLEMAS | ||
| Tarea número 1. ¿Cuánto calor se libera cuando se queman 15 kg de carbón? | ||
| Dado: m \u003d 15 kgq \u003d 3.4 * 107 J / kg | Solución: Q \u003d q * mQ \u003d 3.4 * 105 J / kg * 15 kg \u003d 510000000 J Respuesta: Q \u003d 510000000 J | |
| q=? | ||
| Tarea número 2.10 gramos de alcohol etílico quemados en una lámpara de alcohol en 10 minutos. Encuentra el poder de la lámpara espiritual | ||
| Dado: m = 10 gq = 27 000 000 J/kg | SI0.01 kg | Solución: encontremos la cantidad de calor liberado durante la combustión del alcohol: Q \u003d q * mQ \u003d 27,000,000 J / kg * 10 g \u003d 27,000,000 J / kg * 0.01 kg \u003d 270,000 J. Encontremos el poder del estufa de alcohol: N \u003d Q / t \u003d 270,000 J / 10 min \u003d 270,000 J / 600 s \u003d 450 W. Respuesta: N = 450 W |
| NORTE-? | ||
| Tarea #3La pepita de oro Camel tiene una masa de 9,3 kg y una temperatura de 15 °C. ¿Cuál es el punto de fusión del oro si se necesitaran 1892 kJ de calor para volver a fundirlo? | ||
|
Dado: m = 9,3 kgt1 \u003d 15 ° Сλ \u003d 0,67 * 105 J / kg |
SI67000 J1892000 J |
Solución: Encuentre la cantidad de calor que recibe el oro para calentarlo hasta el punto de fusión: Q1 = c*m*(tfundir — t1); q1 +Q2 = Qfundir |
| tfundir ? | ||
| Sustancia | q, J/kg | Sustancia | q, J/kg |
| Polvo | 0,38*107 | Carbón | 3,4*107 |
| leña seca | 1,0*107 | Gas natural | 4,4*107 |
| Turba | 1,4*107 | Aceite | 4,4*107 |
| Carbón | 2,7*107 | Gasolina | 4,6*107 |
| Alcohol | 2,7*107 | Queroseno | 4,6*107 |
| Antracita | 3,0*107 | Hidrógeno | 12*107 |
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Cortar y recolectar leña
pila de leña
cesta de leña
Transporte de leña
La mayor parte de la leña tiene forma de tronco. La tecnología para hacer troncos es simple: los troncos de los árboles y las ramas gruesas se cortan en segmentos de 40-60 cm de largo () y luego se cortan con un hacha en dirección longitudinal en partes más pequeñas con un área final de hasta 100 cm². Para dividir, es más conveniente usar un hacha especial para dividir, cuya hoja tiene la forma de una cuña con un ángulo de aproximadamente 30 °. Una cuchilla puede partir incluso los calzos más gruesos con menos fuerza de impacto. Al cortar con un hacha, especialmente calzos gruesos, existe una alta probabilidad de que la hoja se atasque en la grieta formada en el calzo. Luego, para perforar o soltar el hacha, dan vuelta el hacha con el calzo atascado y golpean el otro calzo con la culata.
La postura correcta al cortar leña es tener las piernas más anchas que los hombros. Esto evitará lesiones en caso de fallo, mal golpe o rotura del hacha. Además, para mayor comodidad, es mejor colocar el calzo a la altura del cinturón de una persona, la mayoría de las veces lo usan como soporte, una pieza muy gruesa y gruesa de un árbol redondo.
La leña de abedul se considera la "más caliente" y la leña de álamo se considera la "más fría".
Una cesta de leña se utiliza para llevar leña.
