燃烧热

燃烧热()(ΔcH0)是指101kPa时,1莫耳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,當燃燒熱以kJ/mol為單位計時又叫作標準摩爾燃燒焓。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、产物的標準摩爾生成焓(ΔfH0)再相减求得。

其中,燃烧热与反应热的关系为:\Delta H_{\mathrm{r}}^0=\sum \Delta H_{c,\mathrm{Reactants}}^{0} -\sum \Delta H_{c, \mathrm{Products}}^{0}

熱值
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。
*總熱值(GHV,Gross Heating Value) 跟以氣態形式被排放出來的水有關,並包括在燃燒之前存在於燃料中的水。這個值對於像是木材或是煤等燃料來說非常重要,因為這些燃料通常在燃燒之前都包含一定量的水

熱值之間的關係
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%。

熱值在算式上的表示:

\mathrm{HHV} = \mathrm{LHV} + H_\mathrm{v}\left(\frac{n_\mathrm{H_2O,out}}{n_\mathrm{fuel,in}}\right)

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

常用燃料和部分单质、化合物的燃燒熱(總熱值)
参见

  • 内能
  • 放热反应
  • 燃烧

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