Низшая теплота сгорания древесины в заданные моменты времени
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ВВЕДЕНИЕ
Ретроспективный взгляд на развитие цивилизаций убеждает, что чем быстрее движется вперед научная и техническая мысль, чем динамичнее темпы роста промышленности и других сфер человеческой деятельности, чем активнее развивается социально-бытовая область, тем острее становится проблема пожаров и пожарной безопасности.
Проблема пожаров за последние десятилетия вышла на уровень глобальных проблем, затрагивающих не только национальные, но и международные интересы. Это обусловлено тем, что, несмотря на повышение уровня противопожарной защиты и совершенствования пожарной охраны, ежегодно на Земле возникает до 6 миллионов пожаров, то есть каждые 5-6 секунд происходит в среднем один - два пожара. Человечество несет колоссальные материальные потери, превышающие сотни миллиардов денежных единиц.
Сколь долго огонь угрожает людям, почти столь же долго они пытаются найти от него защиту. Рост населения и технический прогресс - два фактора, один из которых повышает пожарную опасность, а другой призван ее предотвращать, - не могли помешать увеличению числа катастрофических пожаров в наше время. В нынешнем мире, отягощенном множеством забот, тревог, проблем, проблема пожаров пока еще не дошла до людей, не стала звучать в их сознании беспокойной нотой, не породила чувства огнеопасности внешней среды.
Вместе с тем, все социальные, экономические и экологические анализы и исследования показывают, что именно в изменении сознания и отношения людей к пожарной опасности заложены основные резервы сокращения количества пожаров.
Обеспечение противопожарной защиты народного хозяйства с каждым годом становится все более важным делом не только для решения узловых проблем экономики, но и для решения многих социальных и экологических вопросов. При этом все требование времени становится не просто обеспечение противопожарной защиты любыми средствами, а создание оптимальной системы, предусматривающей неуклонное повышение уровня пожарной безопасности без увеличения расходов на эти цели. Сегодня даже самая развитая экономика ощущает серьезные удары от пожаров, причем их болезненность усиливается непредсказуемостью самого явления.
С каждым годом общество вынуждено выделять для целей противопожарной защиты все более значительные средства, которые направляются, главным образом, на выполнение противопожарных инженерно-технических мероприятий, связанных с обеспечением безопасности различного рода зданий, сооружений и производственных процессов, на содержание и оснащения пожарной охраны, а также для ликвидации последствий пожара.
В последние годы особенно большое развитие получило направление прогнозирования динамики развития пожара с помощью математического моделирования. Но и для моделирования пожаров необходимы определенные входные данные, в число которых входят некоторые физико-химические величины объектов пожара - горючих материалов, например, теплота и температура пиролиза, массовая и линейная скорости горения.
При изучении процессов горения твердых материалов обращалось внимание на то, что определение основных параметров пожара во времени и пространстве: температуры, скорости развития, дымовыделения и т.д. требует знание низшей теплоты сгорания. Поэтому определение такого параметра внутреннего пожара как низшая теплота сгорания играет большую роль в эффективности использования выделяемых средств, позволяет спрогнозировать предполагаемый ущерб пожара.
Сущность рассматриваемой проблемы можно охарактеризовать следующим образом. Система обеспечения пожарной безопасности народного хозяйства является сложной социально-экономической системой, призванной предупреждать возникновение пожаров и ликвидировать их с минимальными последствиями в случае возникновения. Определение низшей теплоты сгорания является составной частью этой системы.
Цель данной дипломной работы заключалась в том, чтобы найти низшую теплоту сгорания древесины в заданные моменты времени.
. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Основным законом термохимии является описанный в 1840 году русским химиком академиком Петербургской Академии наук Германом Ивановичем Гессом, названным его именем. Он устанавливает, что "если из данных исходных веществ можно различными путями получить заданные конечные продукты, то независимо от путей получения, т.е. от вида промежуточных реакций, суммарный тепловой эффект для всех путей будет одним и тем же". Кратко говоря: тепловой эффект химической реакции зависит только от вида исходных и конечных продуктов.
Закон Гесса является вполне строгим для процессов, протекающих при постоянном объёме (изохорический), когда тепловой эффект равен изменению внутренней энергии:
Qv = ?U. (1.1)
Или при постоянном давлении (изобарический), когда тепловой эффект равен изменению энтальпии:
Qр = ?Н. (1.2)
Для изохорных процессов изменение давления ?Р = 0.
Таким образом, для изобарных процессов:
?Н = ?U + Р?V. (1.3)
Для идеальных газов РV = nRT, т.е. если в реакции расходуется n1 молей газа, а образуется n2 молей газообразных продуктов, то ?(РV) = (n2 - n1) RT = ? nRT, т.е.:
?Н = ?U + ? nRT. (1.4)
С2Н2 + 2,5О2 = 2СО2 + Н2О
n1 = 1 + 2,5 = 3,5; n2 = 2
?n = 2 - 3,5 = -1,5.
Для иллюстрации закона Гесса представим процесс превращения исходных веществ (А1, А2, А3 …) в конечные продукты (В1, В2, В3 …), который может протекать:
)непосредственно с тепловым