发热量计算公式是热力学中用于量化热量转换的核心公式,其基本形式和适用条件如下:
一、通用公式
$$Q = mq$$
其中:
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$Q$ 表示发热量(单位:焦耳,J)
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$m$ 表示物质的质量(单位:千克,kg)
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$q$ 表示物质的热值(单位:焦耳/千克,J/kg)
二、公式说明
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热值($q$)
热值是单位质量物质完全燃烧时释放的热量,单位通常为焦耳/千克(J/kg)或卡路里/克(cal/g)。不同物质的热值差异显著,例如:
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标准煤的热值约为 7000 千卡/千克(即 2.8×10^7 J/kg)
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煤炭的低位发热量(LHV)通常在 2500-3000 千卡/千克范围内
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计算示例
若某煤样质量为 5 千克,热值为 2800 J/kg,则其发热量计算如下: $$Q = 5 , \text{kg} \times 2800 , \text{J/kg} = 14000 , \text{J}$$
若使用千卡表示: $$Q = 5 , \text{kg} \times 2800 , \text{J/kg} \div 4.184 \approx 3345 , \text{千卡}$$
(注:1 千卡 = 4184 焦耳)
三、注意事项
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单位统一
质量使用千克(kg)时,热值需采用焦耳/千克(J/kg);若质量用克(g),热值应为焦耳/克(J/g)。
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热值来源
实际应用中,热值需通过实验测量或查表获得,不同煤种的热值差异较大。
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公式适用条件
该公式仅适用于理想情况下的完全燃烧,实际燃烧效率可能因氧气供应、温度等因素略有降低。
通过以上公式和注意事项,可准确计算各类物质的热量释放情况,为工程计算和能源分析提供基础支持。