Vad är förbränningsvärmen?

Förbränningsvärme är en term som beskriver mängden termisk energi, eller värme, som genereras när ett visst ämne förbränns helt i en syrerik miljö. Det uttrycks som ett förhållande mellan energi per enhet av ämnet och kan skrivas på ett antal sätt. Standarduttrycket är kilojoule (kJ) per mol (mol) av ämnet, men det kan också uttryckas som energi som frigörs per given volym eller given massa av bränslet. Beroende på vilken del av världen som helst, kan detta uttryck skrivas på ett antal sätt, till exempel kilokalorier per gram eller brittiska termiska enheter per pund.

Värmeenergin lagras som potentiell energi i vissa typer av molekyler. I kolväten frigör förbränning av dem denna lagrade energi som värme och ljus. Mängden värmeenergi som frigörs är förbränningsvärmen, och den inkluderar inte den energi som frigörs som ljus. Denna term kan beskriva mängden av denna energi som frigörs vid förbränning av något material, men antas generellt gälla kolväten, särskilt de som används som bränsle.

En term som används för att beskriva den totala mängden energi i ett slutet system, entalpi, används ibland som en del av definitionen för förbränningsvärme. Frasen kallas ibland för en negativ förändring i den totala entalpin i ett system. Detta innebär att systemet förlorade energi genom att värme frigörs på grund av förbränning av någon komponent i systemet. Även om en sådan entalpiändring kallas att ha ett negativt värde, ges mätningen alltid som ett positivt värde.

När man diskuterar bränslen används ofta förbränningsvärmevärden som ett sätt att jämföra den relativa värmeenergin som finns i olika bränslen. Olika bränslen kommer att ha distinkta siffror, som inte kommer att förändras för något rent prov av samma bränsle utan kommer att variera från ett bränsle till ett annat. Till exempel innehåller kolväteoktanet 5,460 890 kJ/mol medan metan endast innehåller XNUMX kJ/mol. Generellt gäller att ju mer komplex och ju större en kolvätemolekyl är desto högre är siffran.

En anordning som kallas en kalorimeter används för att testa ett material för att bestämma dess förbränningsvärme. Det finns flera typer av kalorimetrar, men de fungerar alla på samma princip. Ett prov bränns i en sluten, kontrollerad miljö och mängden värme som frigörs vid förbränningen av provet mäts. Genom att relatera mängden värme som frigörs till storleken på provet uppnås en siffra. Det är dock inte bara bränslen som testas på detta sätt, och många andra ämnen testas av kemister, forskare och studenter.