Wat is de hitte van verbranding?
Verbrandingswarmte is een term die de hoeveelheid thermische energie of warmte beschrijft die wordt gegenereerd wanneer een bepaalde stof volledig wordt verbrand in een zuurstofrijke omgeving. Het wordt uitgedrukt als een verhouding van energie per eenheid van de stof en kan op een aantal manieren worden geschreven. De standaarduitdrukking is kilojoule (kJ) per mol (mol) van de stof, maar het kan ook worden uitgedrukt in vrijgekomen energie per gegeven volume of gegeven massa van de brandstof. Afhankelijk van het werelddeel kan deze uitdrukking op een aantal manieren worden geschreven, zoals kilocalorieën per gram of Britse thermische eenheden per pond.
De energie van warmte wordt opgeslagen als potentiële energie in bepaalde soorten moleculen. Bij koolwaterstoffen geeft deze verbranding deze opgeslagen energie af als warmte en licht. De hoeveelheid afgegeven warmte-energie is de verbrandingswarmte en omvat niet de energie die als licht wordt vrijgegeven. Deze term kan de hoeveelheid energie beschrijven die vrijkomt bij het verbranden van enig materiaal, maar wordt algemeen aangenomen van toepassing te zijn op koolwaterstoffen, met name die welke als brandstoffen worden gebruikt.
Een term die wordt gebruikt om de totale hoeveelheid energie in een gesloten systeem, enthalpie, te beschrijven, wordt soms gebruikt als onderdeel van de definitie voor verbrandingswarmte. De zin wordt soms een negatieve verandering in de totale enthalpie van een systeem genoemd. Dit betekent dat het systeem energie verloor door de afgifte van warmte als gevolg van de verbranding van een component van het systeem. Hoewel een dergelijke verandering van enthalpie een negatieve waarde wordt genoemd, wordt de meting altijd als een positieve waarde gegeven.
Bij het bespreken van brandstoffen worden verbrandingswarmte vaak gebruikt als een manier om de relatieve warmte-energie in verschillende brandstoffen te vergelijken. Verschillende brandstoffen zullen verschillende cijfers hebben, die niet zullen veranderen voor een puur monster van dezelfde brandstof, maar zullen variëren van brandstof tot brandstof. Het koolwaterstofoctaan bevat bijvoorbeeld 5460 kJ / mol terwijl methaan slechts 890 kJ / mol bevat. In het algemeen geldt dat hoe complexer en groter een koolwaterstofmolecuul, hoe hoger het cijfer.
Een apparaat genaamd een calorimeter wordt gebruikt om een materiaal te testen om de verbrandingswarmte te bepalen. Er zijn verschillende soorten calorimeters, maar ze werken allemaal volgens hetzelfde principe. Een monster wordt verbrand in een gesloten, gecontroleerde omgeving en de hoeveelheid warmte die vrijkomt door de verbranding van het monster wordt gemeten. Door de hoeveelheid afgegeven warmte te relateren aan de grootte van het monster, wordt een cijfer verkregen. Het zijn echter niet alleen brandstoffen die op deze manier worden getest, en veel andere stoffen worden getest door chemici, onderzoekers en studenten.