Was ist die Verbrennungswärme?
Verbrennungswärme ist ein Begriff, der die Wärmemenge beschreibt, die erzeugt wird, wenn eine bestimmte Substanz in einer sauerstoffreichen Umgebung vollständig verbrannt wird. Es wird als Verhältnis der Energie pro Einheit des Stoffes ausgedrückt und kann auf verschiedene Arten geschrieben werden. Der Standardausdruck ist Kilojoule (kJ) pro Mol (Mol) der Substanz, er kann jedoch auch ausgedrückt werden als freigesetzte Energie pro gegebenem Volumen oder gegebener Masse des Kraftstoffs. Je nach dem Teil der Welt kann dieser Ausdruck auf verschiedene Arten geschrieben werden, z. B. in Kilokalorien pro Gramm oder in britischen thermischen Einheiten pro Pfund.
Die Wärmeenergie wird in bestimmten Arten von Molekülen als potentielle Energie gespeichert. Bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen wird diese gespeicherte Energie als Wärme und Licht freigesetzt. Die Menge der freigesetzten Wärmeenergie ist die Verbrennungswärme und schließt die als Licht freigesetzte Energie nicht ein. Dieser Begriff kann die Menge dieser Energie beschreiben, die beim Verbrennen eines beliebigen Materials freigesetzt wird, gilt jedoch im Allgemeinen für Kohlenwasserstoffe, insbesondere für solche, die als Brennstoffe verwendet werden.
Ein Begriff, der zur Beschreibung der Gesamtenergiemenge in einem geschlossenen System, der Enthalpie, verwendet wird, wird manchmal als Teil der Definition der Verbrennungswärme verwendet. Der Ausdruck wird manchmal als negative Änderung der Gesamtenthalpie eines Systems bezeichnet. Dies bedeutet, dass das System durch die Freisetzung von Wärme aufgrund der Verbrennung einiger Komponenten des Systems Energie verliert. Während eine solche Enthalpieänderung als negativ bezeichnet wird, wird die Messung immer als positiv angegeben.
Bei der Erörterung von Brennstoffen wird die Verbrennungswärme häufig verwendet, um die in verschiedenen Brennstoffen enthaltene relative Wärmeenergie zu vergleichen. Verschiedene Kraftstoffe haben unterschiedliche Werte, die sich für keine reine Probe desselben Kraftstoffs ändern, sondern von Kraftstoff zu Kraftstoff variieren. Beispielsweise enthält der Kohlenwasserstoff Octan 5.460 kJ / mol, während Methan nur 890 kJ / mol enthält. Im Allgemeinen ist die Zahl umso höher, je komplexer und größer ein Kohlenwasserstoffmolekül ist.
Ein Gerät namens Kalorimeter wird verwendet, um ein Material auf seine Verbrennungswärme zu testen. Es gibt verschiedene Arten von Kalorimetern, die jedoch alle nach demselben Prinzip arbeiten. Eine Probe wird in einer geschlossenen, kontrollierten Umgebung verbrannt und die Wärmemenge gemessen, die durch die Verbrennung der Probe freigesetzt wird. Durch das Verhältnis der freigesetzten Wärmemenge zur Größe der Probe wird ein Wert erhalten. Es werden jedoch nicht nur Kraftstoffe auf diese Weise getestet, sondern auch viele andere Substanzen von Chemikern, Forschern und Studenten.