Enkelt uttryckt är specifik energi ett sätt att mäta den exakta mängden energi inom en specifik enhet, normalt uttryckt i vikt. Det är i huvudsak mängden energi per massenhet – per joule, till exempel, eller under mindre exakta omständigheter per kalori eller British Thermal Unit (BTU). Att förstå den uppmätta och kvantifierbara energin hos ett ämne eller en förening är ofta väldigt användbart för forskare och ingenjörer. Det kan hjälpa till att bestämma saker som förbränningstider i motorer och annan stor mekanik, och hjälper även livsmedelsforskare att dra slutsatser om näringssammansättningar och energiprofiler för olika måltider och livsmedel. Det är vanligtvis möjligt att beräkna den specifika energin för alla material som har en massa eller en vikt. Saker som är tyngdlösa, som ljus, kräver ofta en lite annorlunda beräknings- och måttrubrik.
Sätt att tänka om energi bredare
För en vetenskapsman eller ingenjör är termen energi potentialen hos ett system att utföra arbete eller att producera värme. Energi mer generellt är ett viktigt och ganska allmänt förekommande begrepp, och genom att mäta det blir det lättare att kvantifiera för forskning och andra beräkningsbaserade ändamål. Masskoncentration är mätningen av en kvantitet per massenhet, och i denna utsträckning kan specifik energi ses som koncentrationen av energi per massenhet.
Primära fördelar med specifika beräkningar
Det finns vanligtvis ett par anledningar till varför det är viktigt att mäta den närvarande energin per massenhet. Det används ofta som en jämförelsepunkt, eftersom liknande produkter, grundämnen eller föreningar ofta kan särskiljas baserat på densiteten hos den energi de kan avge. Detta är ofta särskilt viktigt när det gäller bränslegraderingar. Konceptet är också vanligtvis viktigt för aerodynamik och fordonsindustrin, såväl som livsmedelsvetare och forskare.
Mätning av effekt
En joule är det metriska, eller mer exakt, det internationella enhetssystemet (SI) mätning av energi. Den härleds från formeln för kinetisk energi: Ek = ½ mv2, där m är massan av föremålet i rörelse och v är dess hastighet. En joule är den energi som krävs för att accelerera en massa på ett kilogram med en hastighet av en meter per sekund i kvadrat över ett avstånd på en meter. Uppmätt energi uttrycks ofta i SI-enheter som joule per gram (J/g), kilojoule per kilogram (kJ/kg) eller joule per kilogram (J/kg), beroende på vilket system som studeras.
I ett kalorisammanhang
Ett tidigare försök från kemister att definiera energi var kalorin, den energi som krävs för att höja temperaturen på ett gram vatten med 1°C. Detta är dock ingen exakt mätning, eftersom energin som krävs beror något på vattnets starttemperatur. SI-definitionen av kalori är nu 1 kalori är lika med 4.184 joule. I specifika termer skulle energin typiskt mätas som kalorier/gram (cal/g), kilokalorier/kg (kcal/kg) eller kilokalorier per gram (kcal/g).
Den brittiska termiska enheten (BTU) är analogen till kalorin och är ett inexakt mått. En BTU är den energi som krävs för att höja temperaturen på ett pund vatten med 1°F. En BTU är något mindre energi än 1 kilojoule. Specifikt uppmätt energi i detta system uttrycks vanligtvis som BTU per pund (BTU/lb).
Förhållande till ljus
Ljus, en annan form av energi, har ingen massa. Därför finns det ingen term för ljusets specifika energi. När man diskuterar kemisk energi är det ofta mer användbart att ägna sig åt specifika mätningar på molekylär basis istället för massbas. En kemist kan använda joule per mol (J/mol) istället för joule per kilogram, eftersom det är antalet molekyler som reagerar som är användbart i denna applikation.