Co to jest ciepło spalania?

Ciepło spalania jest terminem opisującym ilość energii cieplnej lub ciepła wytwarzanego, gdy dana substancja zostaje całkowicie spalona w środowisku bogatym w tlen. Jest wyrażany jako stosunek energii na jednostkę substancji i może być zapisywany na wiele sposobów. Standardowe wyrażenie to kilodżule (kJ) na mol (mol) substancji, ale może być również wyrażone jako energia uwolniona na daną objętość lub daną masę paliwa. W zależności od części świata wyrażenie to można zapisać na wiele sposobów, np. Kilokalorii na gram lub brytyjskich jednostek termicznych na funt.

Energia ciepła jest magazynowana jako energia potencjalna w niektórych rodzajach cząsteczek. Spalanie ich w węglowodorach uwalnia zgromadzoną energię w postaci ciepła i światła. Ilość uwolnionej energii cieplnej jest ciepłem spalania i nie obejmuje energii uwolnionej jako światło. Termin ten może opisać ilość tej energii uwolnionej podczas spalania dowolnego materiału, ale ogólnie przyjmuje się, że ma zastosowanie do węglowodorów, szczególnie tych używanych jako paliwa.

Termin używany do opisania całkowitej ilości energii w układzie zamkniętym, entalpii, jest czasami używany jako część definicji ciepła spalania. Frazę tę czasami określa się jako negatywną zmianę całkowitej entalpii systemu. Oznacza to, że system utracił energię w wyniku uwolnienia ciepła w wyniku spalania jakiegoś elementu systemu. Podczas gdy taka zmiana entalpii jest określana jako posiadająca wartość ujemną, pomiar jest zawsze podawany jako wartość dodatnia.

Przy omawianiu paliw często wykorzystuje się wartości ciepła spalania jako sposób porównania względnej energii cieplnej zawartej w różnych paliwach. Różne paliwa będą miały wyraźne liczby, które nie zmienią się dla żadnej czystej próbki tego samego paliwa, ale będą się różnić w zależności od paliwa. Na przykład węglowodór oktan zawiera 5460 kJ / mol, podczas gdy metan zawiera tylko 890 kJ / mol. Zasadniczo im bardziej złożona i większa cząsteczka węglowodoru, tym wyższa liczba.

Urządzenie zwane kalorymetrem służy do testowania materiału w celu określenia jego ciepła spalania. Istnieje kilka rodzajów kalorymetrów, ale wszystkie działają na tej samej zasadzie. Próbka jest spalana w zamkniętym, kontrolowanym środowisku i mierzona jest ilość ciepła uwalnianego podczas spalania próbki. Przez odniesienie ilości wydzielanego ciepła do wielkości próbki uzyskuje się liczbę. Nie tylko paliwa są testowane w ten sposób, ale wiele innych substancji jest testowanych przez chemików, badaczy i studentów.