Energia calorífica
Aprofitament de l'efecte de les reaccions químiques exotèrmiques:
La més comuna la combustió (combinació de materials "combustibles" amb oxigen, desprenent altres materials i energia en forma de llum i calor) (Video sobre calor i temperatura)
Fins ara els combustibles (compostos de carboni (C)) més emprats són els fòssils (moviment de matèria orgànica fossilitzada fa milions d'anys) en forma de:
- Sòlids ( carbó: hulla, antracita,turba, liqnit)
- Líquids (petroli: benzina, querosè,gasoil, fuel, etanol...)
- Gasosos (petroli: butà, propà (GLP); Gas natural)
Per saber quin combustible és millor que un altre en termes de rendiment energètic (Hi ha altres paràmetres: cost, contaminació...) s'utilitza el concepte de:
I Poder Calorífic: energia que desprèn la combustió completa d'1 [Kg] en els sòlids i els líquids o 1 [m3] en els gasos, en unes condicions determinades de pressió i temperatura (això afecta als gasos).
| Sòlids i líquids | Gasos |
| [Kcal / Kg] | [Kcal / m3] |
| [MJ / Kg] | [MJ / m3] |
Per exemple:
| Estat | Material | Poder Calorífic |
| Sòlid | Llenya | 18 [MJ / Kg] |
| Sòlid | Coc | 29 [MJ / Kg] |
| Líquid | Gasoil | 44 [MJ / Kg] |
| Líquid | Benzina | 49 [MJ / Kg] |
| Gas | Butà | 28.700 [Kcal / m3] |
| Gas | Natural | 12.000 [Kcal / m3] |
En el cas dels gasos, aquest valor canvia molt:
| Pc = Pc|CN · P · 273 / (273 + T) |
CN -> T = 0 [ºC] i P = 1 [atm]
P = pressió [atm]
T = Temperatura [ºC]
Exemple: Pc del butà a 5 atm i 22º.
Pc = 28.700 · 5 · 273 / (273+22) = 132.798 [Kcal / m3]
Exercici: Poder calorífic del gasoil en [kcal /l] si la d = 0,8 [g / cm3]
44 [MJ / kg] · 0,8 [g / cm3] · 1 [kg / 1000 g] · 1 [dm3 / l] · 1000 [cm3 / dm3] · 0,2392 [cal / J] = 8.448 [kcal / l]
II Capacitat calorífica: Quantitat de calor que ha de rebre una substància per a elevar la seva temperatura.
Q = m · Ce · (T2-T1)
Q = Calor [J] o [cal]
m = massa [Kg]
Ce = Calor Específic [MJ / (Kg · ºC)]
T2 = T final [ºC]
T1 = T inicial [ºC]