Топливо бывает в разном агрегатном состоянии. Оно может быть твердым, тот же каменный уголь. Может быть газообразным. Но чаще всего мы сталкивается с жидким топливом - бензином, керосином, дизелем и пропан-бутановой смесью. Так случилось, что большинство топливного оборудования создано под жидкое топливо. Примерно как в век пара почти все было заточено под твердое.
Так в чем же лучше сейчас измерять топливо, в объеме или массе?
А еще нередко возникают споры, а какое топливо лучше. Например на чем лучше ездить, на бензине или СУГ (сжиженный углеводородный газ, пропан-бутановая смесь), а может на биоэтаноле? Для этого давайте рассмотрим интересную таблицу
В этой таблице отражена удельная теплота сгорания некоторых наиболее используемых топлив. В первой указана теплота сгорания массовой единицы топлива, а в третьей - объемной.
Легко увидеть прямую зависимость теплотворной способности топлива. Чем больше в нем водорода (по массе) - тем оно калорийнее, а чем больше кислорода (по массе) - оно менее калорийно. Так как в реакциях горения окисляется именно углерод и водород, а кислород играет роль окислителя.
Также легко заметить, что измерять теплотворность топлива в литрах не совсем правильно. Несмотря на впечатляющие удельные показатели топлив с высоким удельным весом водорода, эти топлива очень проигрывают топливам с более высоким содержанием углерода в теплотворной способности одного литра такого топлива. В килограмме пропана содержится 117% от энергии дизельного топлива, в расчёте на литр его энергетическая ценность составляет всего 63% от энергетической ценности дизельного топлива. То есть топлива с высоким удельным весом водорода гораздо менее плотные, чем топлива с высоким удельным весом углерода.
В иностранной номенклатуре принято измерять добычу в объемных единицах. Обычно это либо баррели, либо метр кубический, либо кубический фут. Как вы понимаете, при равных объемах одно топливо зать гораздо больше теплоты, чем другое. Один литр керосина дает в два раза больше энергии, чем этанол. Объем нефти, который был потрачен на производство литра керосина будет потрачен куда эффективнее чем тот объем растворенного крахмала из кукурузы, который пойдет на создание одного литра биоэтанола.
Поэтому у нас все устроено гораздо ближе к истине, учет ведется в тоннах условного топлива (т.у.т.). 1 т.у.т. равен по теплотворной способности 1 тонне высококачественного угля, или 29,308 МДж или, 7000 (семи тысячам) килокалорий на килограмм.
Теперь вернемся к вопросу, на чем же лучше всего ехать. На литре СУГ можно проехать меньше, чем на литре бензина. Если ориентироваться на теплотворную способность, то у СУГ она порядка 46,8 МДж/кг. И у бензина она практически такая же - 45,5 МДж/кг. То есть на СУГ мы можем проехать даже чуть больше, чем на бензине. Если бы не одно но. И бензин, и СУГ продают по литрам и тут вступает в роль другой фактор - плотность. Плотность СУГ 0,54 кг/л, а бензина - 0,75 кг/литр. Поэтому при заправке полного бака бензина в 50 литров и баллона в 50 литров, мы возьмем меньше СУГ по массе, чем бензина, соответственно и проедем на одной заправке меньше.
Поэтому по справедливости надо измерять топливо в килограммах. И тогда окажется, что на килограмме СУГ мы проедем точно также, как на бензине, а вот на спирте в два раза меньше