Che cos'è l'energia specifica?

Per uno scienziato o un ingegnere, il termine energia è il potenziale di un sistema per eseguire lavori o produrre calore. L'energia specifica è la quantità di energia per unità di massa. La concentrazione per massa è la misura di una quantità per unità di massa. L'energia specifica può essere considerata come la concentrazione di energia per unità di massa.

Un joule è la misura metrica, o più precisamente, della misura internazionale di energia del sistema di unità (SI). Deriva dalla formula per l'energia cinetica: Ek = ½ mv2, dove m è uguale alla massa dell'oggetto in movimento e v è uguale alla sua velocità. Un joule è l'energia necessaria per accelerare una massa di un chilogrammo alla velocità di un metro al secondo al quadrato su una distanza di un metro. L'energia specifica è espressa in unità SI come joule per grammo (J / g), chilojoule per chilogrammo (kJ / kg) o joule per chilogrammo (J / kg), a seconda del sistema in esame.

Un precedente tentativo dei chimici di definire l'energia era la caloria, l'energia necessaria per aumentare la temperatura di 1 grammo di acqua di 1 ° C. Questa non è una misurazione esatta, tuttavia, poiché l'energia richiesta dipende leggermente dalla temperatura iniziale dell'acqua. La definizione SI di calorie è ora 1 caloria equivale a 4.184 joule. L'energia specifica verrebbe misurata in calorie / grammi (cal / g), chilocalorie / kg (kcal / kg) o chilocalorie per grammo (kcal / g).

L'unità termica britannica (BTU) è analoga alla caloria ed è una misura inesatta. Una BTU è l'energia necessaria per aumentare la temperatura di un chilo di acqua di 1 ° F. Una BTU è leggermente meno energia di 1 chilojoule. L'energia specifica in questo sistema è misurata come BTU per libbra (BTU / lb).

La luce, un'altra forma di energia, non ha massa. Pertanto, non esiste alcun termine per l'energia specifica della luce. Nel discutere di energia chimica, è spesso più utile occuparsi di energia specifica su base molecolare anziché su base di massa. Un chimico può usare joule per mole (J / mol) anziché joule per chilogrammo, poiché è il numero di molecole che reagiscono che è utile in questa applicazione.