Qual è il calore della combustione?
Il calore di combustione è un termine che descrive la quantità di energia termica, o calore, generata quando una particolare sostanza viene completamente bruciata in un ambiente ricco di ossigeno. È espresso come rapporto di energia per unità della sostanza e può essere scritto in vari modi. L'espressione standard è kilojoule (kJ) per mole (mol) della sostanza, ma può anche essere espressa in termini di energia rilasciata per un determinato volume o data massa del combustibile. A seconda della parte del mondo, questa espressione può essere scritta in vari modi, come chilocalorie per grammo o unità termiche britanniche per libbra.
L'energia del calore viene immagazzinata come energia potenziale in alcuni tipi di molecole. Negli idrocarburi, bruciarli rilascia questa energia immagazzinata sotto forma di calore e luce. La quantità di energia termica rilasciata è il calore della combustione e non include l'energia rilasciata come luce. Questo termine può descrivere la quantità di questa energia rilasciata dalla combustione di qualsiasi materiale, ma si presume generalmente si applichi agli idrocarburi, in particolare quelli usati come combustibili.
Un termine usato per descrivere la quantità totale di energia in un sistema chiuso, entalpia, è talvolta usato come parte della definizione di calore di combustione. La frase viene talvolta definita cambiamento negativo nell'entalpia totale di un sistema. Ciò significa che il sistema ha perso energia attraverso il rilascio di calore a causa della combustione di alcuni componenti del sistema. Mentre un tale cambiamento di entalpia viene indicato come avente un valore negativo, la misurazione viene sempre data come un valore positivo.
Quando si parla di combustibili, i livelli di calore di combustione vengono spesso utilizzati come modo per confrontare l'energia termica relativa contenuta in diversi combustibili. Combustibili diversi avranno cifre distinte, che non cambieranno per nessun campione puro dello stesso carburante ma varieranno da un carburante all'altro. Ad esempio, l'idrocarburo ottano contiene 5.460 kJ / mol mentre il metano contiene solo 890 kJ / mol. In generale, più una molecola di idrocarburo è complessa e più grande è la cifra più alta.
Un dispositivo chiamato calorimetro viene utilizzato per testare un materiale per determinare il suo calore di combustione. Esistono diversi tipi di calorimetri, ma funzionano tutti secondo lo stesso principio. Un campione viene bruciato in un ambiente chiuso e controllato e viene misurata la quantità di calore rilasciata dalla combustione del campione. Mettendo in relazione la quantità di calore rilasciato con la dimensione del campione, si ottiene una cifra. Non è solo i carburanti che vengono testati in questo modo, tuttavia, e molte altre sostanze vengono testate da chimici, ricercatori e studenti.