¿Qué es el calor de la combustión?

Calor de combustión es un término que describe la cantidad de energía térmica, o calor, generada cuando una sustancia particular se quema por completo en un ambiente rico en oxígeno. Se expresa como una relación de energía por unidad de la sustancia y se puede escribir de varias maneras. La expresión estándar es kilojulios (kJ) por mol (mol) de la sustancia, pero también se puede expresar en términos de energía liberada por volumen dado o masa dada del combustible. Dependiendo de la parte del mundo, esta expresión se puede escribir de varias maneras, como kilocalorías por gramo o unidades térmicas británicas por libra.

La energía del calor se almacena como energía potencial en ciertos tipos de moléculas. En los hidrocarburos, quemándolos libera esta energía almacenada como calor y luz. La cantidad de energía térmica liberada es el calor de la combustión, y no incluye la energía liberada como luz. Este término puede describir la cantidad de esta energía liberada por la quema de cualquier material, pero generalmente se supone que se aplica a los hidrocarburos, particularmente a los utilizados como combustibles.

Un término usado para describir la cantidad total de energía en un sistema cerrado, entalpía, a veces se usa como parte de la definición de calor de combustión. La frase a veces se conoce como un cambio negativo en la entalpía total de un sistema. Esto significa que el sistema perdió energía a través de la liberación de calor debido a la combustión de algún componente del sistema. Si bien dicho cambio de entalpía se conoce como un valor negativo, la medición siempre se da como un valor positivo.

Cuando se discuten los combustibles, las clasificaciones de calor de combustión a menudo se usan como una forma de comparar la energía calorífica relativa contenida en diferentes combustibles. Los diferentes combustibles tendrán cifras distintas, que no cambiarán para ninguna muestra pura del mismo combustible, pero variarán de un combustible a otro. Por ejemplo, el octano hidrocarbonado contiene 5,460 kJ / mol mientras que el metano contiene solo 890 kJ / mol. Generalmente, cuanto más compleja y más grande es una molécula de hidrocarburo, mayor es la cifra.

Un dispositivo llamado calorímetro se usa para probar un material para determinar su calor de combustión. Existen varios tipos de calorímetros, pero todos funcionan con el mismo principio. Se quema una muestra en un ambiente cerrado y controlado, y se mide la cantidad de calor liberado por la combustión de la muestra. Al relacionar la cantidad de calor liberado con el tamaño de la muestra, se obtiene una cifra. Sin embargo, no solo se prueban los combustibles de esta manera, sino que muchas otras sustancias son probadas por químicos, investigadores y estudiantes.