Mikä on palamislämpö?

Palamislämpö on termi, joka kuvaa lämpöenergian tai lämmön määrää, joka syntyy, kun tietty aine poltetaan kokonaan happipitoisessa ympäristössä. Se ilmaistaan ​​energian suhteena aineyksikköä kohti ja se voidaan kirjoittaa useilla tavoilla. Vakiolauseke on kilojouleja (kJ) aineen moolia (mol) kohti, mutta se voidaan ilmaista myös polttoaineen tiettyä tilavuutta tai tiettyä massaa kohti vapautuneena energiana. Maailmanosasta riippuen tämä ilmaisu voidaan kirjoittaa useilla tavoilla, kuten kilokaloreita grammaa kohti tai brittiläisiä lämpöyksiköitä kiloa kohden.

Lämmön energia varastoidaan potentiaalienergiaksi tietyntyyppisissä molekyyleissä. Hiilivetyissä niiden polttaminen vapauttaa tämän varastoidun energian lämmönä ja valona. Vapautettu lämpöenergia on palamislämpöä, eikä siihen sisälly valona vapautuvaa energiaa. Tämä termi voi kuvata minkä tahansa materiaalin palaessa vapautuvan energian määrän, mutta sen oletetaan yleisesti pätevän hiilivetyihin, erityisesti polttoaineina käytettäviin.

Termiä, jota käytetään kuvaamaan suljetun järjestelmän energian kokonaismäärää, entalpiaa, käytetään joskus osana palamislämmön määritelmää. Ilmausta kutsutaan joskus negatiiviseksi muutokseksi järjestelmän kokonaisentalpiassa. Tämä tarkoittaa, että järjestelmä menetti energiaa lämmön vapautuessa jonkin järjestelmän osan palamisen vuoksi. Vaikka tällaista entalpian muutosta kutsutaan negatiiviseksi, mittaus annetaan aina positiivisena arvona.

Polttoaineista keskusteltaessa palamislämpöarvoja käytetään usein keinona verrata eri polttoaineiden sisältämää suhteellista lämpöenergiaa. Eri polttoaineilla on eri luvut, jotka eivät muutu minkään saman polttoaineen puhtaan näytteen osalta, mutta vaihtelevat polttoaineittain. Esimerkiksi hiilivetyoktaaniluku sisältää 5,460 kJ/mol, kun taas metaani sisältää vain 890 kJ/mol. Yleensä mitä monimutkaisempi ja suurempi hiilivetymolekyyli on sitä korkeampi luku.

Kalorimetriksi kutsuttua laitetta käytetään materiaalin testaamiseen sen palamislämmön määrittämiseksi. Kalorimetrejä on useita, mutta ne kaikki toimivat samalla periaatteella. Näyte poltetaan suljetussa, kontrolloidussa ympäristössä ja mitataan näytteen palamisesta vapautuvan lämmön määrä. Suhtelemalla vapautuvan lämmön määrä näytteen kokoon saadaan luku. On kuitenkin paitsi polttoaineita, joita testataan tällä tavalla, ja monet muut aineet testataan kemisteillä, tutkijoilla ja opiskelijoilla.