Что такое удельная энергия?

Для ученого или инженера термин энергия - это потенциал системы выполнять работу или производить тепло. Удельная энергия - это количество энергии на единицу массы. Концентрация по массе - это измерение количества на единицу массы. Удельная энергия может рассматриваться как концентрация энергии на единицу массы.

Джоуль - это метрика, или, точнее, измерение энергии в Международной системе единиц (СИ). Он выводится из формулы для кинетической энергии: Ek = ½ mv2, где m равно массе движущегося объекта, а v равно его скорости. Джоуль - это энергия, необходимая для ускорения массы одного килограмма со скоростью один метр в секунду в квадрате на расстоянии одного метра. Удельная энергия выражается в единицах СИ в виде джоулей на грамм (Дж / г), килоджоулей на килограмм (кДж / кг) или джоулей на килограмм (Дж / кг) в зависимости от исследуемой системы.

Ранее попытка химиков определить энергию была калорией, энергией, необходимой для повышения температуры одного грамма воды на 1 ° C. Однако это не точное измерение, так как требуемая энергия слегка зависит от начальной температуры воды. Определение калорий в SI теперь составляет 1 калория, равную 4,184 джоуля. Удельная энергия будет измеряться в виде калорий / грамм (кал / г), килокалорий / кг (ккал / кг) или килокалорий на грамм (ккал / г).

Британская тепловая единица (BTU) является аналогом калории и является неточным измерением. BTU - это энергия, необходимая для повышения температуры одного фунта воды на 1 ° F. BTU немного меньше энергии, чем 1 килоджоул. Удельная энергия в этой системе измеряется в БТЕ на фунт (БТЕ / фунт).

Свет, другая форма энергии, не имеет массы. Следовательно, не существует термина для удельной энергии света. При обсуждении химической энергии часто более полезно заниматься удельной энергией на молекулярной основе, а не на основе массы. Химик может использовать джоули на моль (Дж / моль) вместо джоуля на килограмм, так как именно количество реагирующих молекул является полезным в данной заявке.