燃烧热
燃烧热(英语:Heat of combustion)(ΔcH0)是指101kPa时,1摩尔纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时候放出的热量。它一般用单位物质的量、单位质量或单位体积的燃料燃烧时放出的能量计量,当燃烧热以kJ/mol为单位计时又叫作标准摩尔燃烧焓。燃烧反应通常是烃类在氧气中燃烧生成二氧化碳、水并放热的反应。
燃烧热可以用弹式量热计测量,也可以直接查表获得反应物、产物的标准摩尔生成焓(ΔfH0)再相减求得。
其中,燃烧热与反应热的关系为:
热值
编辑有时燃料的燃烧热可以被表示成 HHV(高热值)、LHV(低热值)或是 GHV(总热值)。
- 低热值(LHV,Lower Heating Value) 跟以气态形式被排放出来的水有关,因此那些被用来汽化水的能量不能被视为热。
- 高热值(HHV,Higher Heating Value) 相等于燃烧热,因为反应中焓变化假设化合物在燃烧前后都保持在常温之下,在这种情况燃烧所产生的水为液态水。
热值之间的关系
编辑上述之间几种热值的主要分别取决于燃料中的化学组成方式。以纯粹碳或一氧化碳来说,高低热值在数值上几乎相同,而主要分别在于一氧化碳的显热含量介乎150 °C 至 25 °C 之间。(显热的热交换也引致温度上的改变。相对地,在恒温下的相变时潜热也会有所增减。例如汽化热(Heat of vapourisation)或 熔化热(Heat of fusion)。)而以氢来说,高低热值在数值上的分别则较为明显。原因是氢所包含的蒸发水分的显热介乎于150 °C至100 °C 之间,冷凝潜热则发生于约100 °C,而冷凝水分的显热则介乎于 100 °C 至 25 °C 之间。总括来说,氢的高热值较其低热值约高出 18.2%(即分别为 142 MJ/kg 及 120 MJ/kg)。在烃中,高低热值的差异取决于燃料中的氢含量。对于汽油和柴油,高热值分别超过低热值约10%和7%。天然气的高低热值相差约11%。
热值在算式上的表示:
Hv 为水的汽化热(Heat of vapourisation)
nH2O,out 为所气化水分之摩尔数
nfuel,in 为所燃烧燃料之摩尔数
[1]
常用燃料和部分单质、化合物的燃烧热(总热值)
编辑燃烧热 | |||
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燃料 | 百万焦/千克 | BTU/磅 | 千焦/摩尔 |
氢 | 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 | --- | --- |
铍 | 67 | --- | --- |
锂 | 43 | --- | --- |
硫 | 9.3 | --- | --- |
硅 | 32 | --- | --- |
钠 | 9 | --- | --- |
镁 | 25 | --- | --- |
铝 | 30 | --- | --- |
碳 | 28 | --- | --- |
钙 | 15.8 | --- | --- |
铁 | 7 | --- | --- |
铜 | 2.4 | --- | --- |
天然气 | 54 | 23,000 | --- |
参见
编辑- ^ Air Quality Engineering, CE 218A, W. Nazaroff and R. Harley, University of California Berkeley, 2007