燃燒熱
燃燒熱(英語:Heat of combustion)(ΔcH0)是指101kPa時,1莫耳純物質完全燃燒生成穩定的氧化物時候放出的熱量。它一般用單位物質的量、單位質量或單位體積的燃料燃燒時放出的能量計量,當燃燒熱以kJ/mol為單位計時又叫作標準摩爾燃燒焓。燃燒反應通常是烴類在氧氣中燃燒生成二氧化碳、水並放熱的反應。
燃燒熱可以用彈式量熱計測量,也可以直接查表獲得反應物、產物的標準摩爾生成焓(ΔfH0)再相減求得。
其中,燃燒熱與反應熱的關係為:
熱值
編輯有時燃料的燃燒熱可以被表示成 HHV(高熱值)、LHV(低熱值)或是 GHV(總熱值)。
- 低熱值(LHV,Lower Heating Value) 跟以氣態形式被排放出來的水有關,因此那些被用來汽化水的能量不能被視為熱。
- 高熱值(HHV,Higher Heating Value) 相等於燃燒熱,因為反應中焓變化假設化合物在燃燒前後都保持在常溫之下,在這種情況燃燒所產生的水為液態水。
熱值之間的關係
編輯上述之間幾種熱值的主要分別取決於燃料中的化學組成方式。以純粹碳或一氧化碳來說,高低熱值在數值上幾乎相同,而主要分別在於一氧化碳的顯熱含量介乎150 °C 至 25 °C 之間。(顯熱的熱交換也引致溫度上的改變。相對地,在恆溫下的相變時潛熱也會有所增減。例如汽化熱(Heat of vapourisation)或 熔化熱(Heat of fusion)。)而以氫來說,高低熱值在數值上的分別則較為明顯。原因是氫所包含的蒸發水份的顯熱介乎於150 °C至100 °C 之間,冷凝潛熱則發生於約100 °C,而冷凝水份的顯熱則介乎於 100 °C 至 25 °C 之間。總括來說,氫的高熱值較其低熱值約高出 18.2%(即分別為 142 MJ/kg 及 120 MJ/kg)。在烴中,高低熱值的差異取決於燃料中的氫含量。對於汽油和柴油,高熱值分別超過低熱值約10%和7%。天然氣的高低熱值相差約11%。
熱值在算式上的表示:
Hv 為水的汽化熱(Heat of vapourisation)
nH2O,out 為所氣化水份之摩爾數
nfuel,in 為所燃燒燃料之摩爾數
[1]
常用燃料和部分單質、化合物的燃燒熱(總熱值)
編輯燃燒熱 | |||
---|---|---|---|
燃料 | 百萬焦/千克 | BTU/磅 | 千焦/莫耳 |
氫 | 141.8 | 61,000 | 286 |
汽油 | 47.3 | 20,400 | --- |
柴油 | 44.8 | 19,300 | --- |
酒精 | 29.7 | 12,800 | 1,300 |
丁烷 | 48.6 | 20,900 | 2,800 |
木材 | 15-21 | 6,500-8,700 | --- |
煤 | 15-32 | 8,000-14,000 | --- |
甲烷 | 55 | 24,000 | --- |
乙烷 | 51 | 22,400 | --- |
煤油 | 46 | 19,800 | --- |
硼 | 58 | --- | --- |
鈹 | 67 | --- | --- |
鋰 | 43 | --- | --- |
硫 | 9.3 | --- | --- |
硅 | 32 | --- | --- |
鈉 | 9 | --- | --- |
鎂 | 25 | --- | --- |
鋁 | 30 | --- | --- |
碳 | 28 | --- | --- |
鈣 | 15.8 | --- | --- |
鐵 | 7 | --- | --- |
銅 | 2.4 | --- | --- |
天然氣 | 54 | 23,000 | --- |
參見
編輯- ^ Air Quality Engineering, CE 218A, W. Nazaroff and R. Harley, University of California Berkeley, 2007