Kas yra degimo šiluma?

Degimo šiluma yra terminas, apibūdinantis šiluminės energijos arba šilumos kiekį, susidarantį, kai tam tikra medžiaga visiškai sudeginama aplinkoje, kurioje gausu deguonies. Jis išreiškiamas energijos, tenkančios medžiagos vienetui, santykiu ir gali būti parašytas įvairiais būdais. Standartinė išraiška yra kilodžauliai (kJ) vienam moliui (mol) medžiagos, bet ji taip pat gali būti išreikšta energija, išsiskiriančia tam tikram degalų tūriui arba nurodytai masei. Priklausomai nuo pasaulio dalies, ši išraiška gali būti parašyta įvairiais būdais, pvz., kilokalorijos grame arba britų šiluminiai vienetai svare.

Šilumos energija kaupiama kaip potenciali energija tam tikrų tipų molekulėse. Angliavandeniliuose, juos deginant, ši sukaupta energija išsiskiria kaip šiluma ir šviesa. Išskiriamos šilumos energijos kiekis yra degimo šiluma ir į jį neįeina energija, išsiskirianti kaip šviesa. Šis terminas gali apibūdinti šios energijos kiekį, išsiskiriantį degant bet kuriai medžiagai, tačiau paprastai manoma, kad jis taikomas angliavandeniliams, ypač tiems, kurie naudojami kaip kuras.

Terminas, vartojamas bendram energijos kiekiui uždaroje sistemoje apibūdinti, entalpija, kartais vartojamas kaip degimo šilumos apibrėžimo dalis. Ši frazė kartais vadinama neigiamu visos sistemos entalpijos pokyčiu. Tai reiškia, kad sistema prarado energiją dėl šilumos išsiskyrimo dėl kurio nors sistemos komponento degimo. Nors toks entalpijos pokytis vadinamas neigiama verte, matavimas visada pateikiamas kaip teigiama vertė.

Kalbant apie kurą, degimo šilumos įvertinimai dažnai naudojami kaip būdas palyginti santykinę šilumos energiją, esančią skirtinguose kuruose. Skirtingų degalų skaičiai turės skirtingus skaičius, kurie nepasikeis jokiam grynam to paties kuro pavyzdžiui, bet skirsis priklausomai nuo degalų. Pavyzdžiui, angliavandenilio oktanas turi 5,460 kJ/mol, o metanas – tik 890 kJ/mol. Paprastai kuo sudėtingesnė ir didesnė angliavandenilio molekulė, tuo didesnis skaičius.

Prietaisas, vadinamas kalorimetru, naudojamas medžiagai išbandyti, siekiant nustatyti jos degimo šilumą. Kalorimetrų yra kelių tipų, tačiau visi jie veikia tuo pačiu principu. Mėginys deginamas uždaroje, kontroliuojamoje aplinkoje, matuojamas šilumos kiekis, išsiskiriantis jam degant. Išskiriamą šilumos kiekį susiejant su mėginio dydžiu, gaunamas skaičius. Tačiau šiuo būdu bandomas ne tik kuras, bet ir daugelis kitų medžiagų, kurias išbando chemikai, mokslininkai ir studentai.