Was ist spezifische Energie?
Für einen Wissenschaftler oder Ingenieur ist der Begriff Energie das Potenzial eines Systems, Arbeit zu verrichten oder Wärme zu erzeugen. Spezifische Energie ist die Energiemenge pro Masseneinheit. Die Massenkonzentration ist die Messung einer Menge pro Masseneinheit. Spezifische Energie kann als die Konzentration von Energie pro Masseneinheit angesehen werden.
Ein Joule ist die Metrik oder genauer das Internationale Einheitensystem (SI) zur Messung von Energie. Sie ergibt sich aus der Formel für kinetische Energie: Ek = ½ mv2, wobei m der Masse des sich bewegenden Objekts und v seiner Geschwindigkeit entspricht. Ein Joule ist die Energie, die benötigt wird, um eine Masse von einem Kilogramm mit einer Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde im Quadrat über eine Entfernung von einem Meter zu beschleunigen. Die spezifische Energie wird in SI-Einheiten als Joule pro Gramm (J / g), Kilojoule pro Kilogramm (kJ / kg) oder Joule pro Kilogramm (J / kg) je nach dem untersuchten System ausgedrückt.
Ein früherer Versuch von Chemikern, Energie zu definieren, war die Kalorie, die Energie, die erforderlich ist, um die Temperatur von einem Gramm Wasser um 1 ° C zu erhöhen. Dies ist jedoch keine exakte Messung, da die benötigte Energie geringfügig von der Starttemperatur des Wassers abhängt. Die SI-Definition von Kalorien ist jetzt 1 Kalorie gleich 4,184 Joule. Die spezifische Energie wird in Kalorien / Gramm (cal / g), Kilokalorien / kg (kcal / kg) oder Kilokalorien pro Gramm (kcal / g) gemessen.
Die British Thermal Unit (BTU) ist das Analogon zur Kalorie und eine ungenaue Messung. Eine BTU ist die Energie, die erforderlich ist, um die Temperatur von einem Pfund Wasser um 1 ° F zu erhöhen. Eine BTU ist etwas weniger Energie als 1 Kilojoule. Die spezifische Energie in diesem System wird als BTU pro Pfund (BTU / lb) gemessen.
Licht, eine andere Energieform, hat keine Masse. Daher gibt es keinen Begriff für die spezifische Energie des Lichts. Bei der Diskussion von chemischer Energie ist es oft nützlicher, sich mit spezifischer Energie auf molekularer Basis als auf Massenbasis zu befassen. Ein Chemiker kann Joule pro Mol (J / Mol) anstelle von Joule pro Kilogramm verwenden, da die Anzahl der Moleküle, die reagieren, für diese Anwendung nützlich ist.