Potenza termica

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June 28, 2022

Il potere calorifico o calore di combustione (ΔHc0) di una sostanza, solitamente sotto forma di combustibile o cibo, è la quantità di calore rilasciata durante la combustione di una particolare quantità di quella sostanza. La capacità termica è specifica per ciascuna sostanza. Si misura in unità di energia per unità di quella sostanza, solitamente massa, come kcal/kg, kJ/kg, J/mol, Btu/m³. Il potere calorifico è generalmente determinato utilizzando un calorimetro. Può anche essere calcolato come differenza tra il calore di formazione (ΔfH0) dei prodotti e dei reagenti. Il cosiddetto potere calorifico superiore (o potere calorifico complessivo o energia totale) si determina riportando tutti i prodotti della combustione alla temperatura originaria di pre-combustione, ed in particolare condensando i vapori che si sono prodotti. Ciò significa che la suddetta resa esotermica è considerata come la termodinamica della combustione dal cambiamento dell'entalpia per la reazione al raggiungimento delle normali temperature delle sostanze prima e dopo la combustione. In questo caso, l'acqua generata durante la combustione è considerata liquida. Il cosiddetto potere calorifico inferiore (o resa esotermica netta) si determina sottraendo alla resa esotermica superiore il calore di vaporizzazione dell'acqua prodotta dalla combustione. Ciò significa che l'acqua prodotta è considerata vapore. L'energia necessaria per vaporizzare l'acqua non è quindi considerata calore. La maggior parte delle applicazioni in cui la combustione del carburante produce vapore, che non viene utilizzato, e quindi spreca il suo calore. In tali applicazioni, la minore capacità termica è il limite che può essere utilizzato. Nello specifico si tratta del gas naturale che, per il suo alto contenuto di idrogeno, produce molta acqua. La suddetta capacità termica è adeguata al gas bruciato nelle caldaie a condensatore per condensare il vapore generato dalla combustione, recuperando il calore che altrimenti andrebbe disperso.

Capacità termica superiore di alcuni combustibili

Capacità termica superiore del gas naturale

La capacità termica superiore del gas naturale proveniente da diverse fonti di estrazione non è uniforme. I dati riportati di seguito sono ottenuti dall'Agenzia Internazionale dell'Energia: Russia: 38.231 kJ/m³ Stati Uniti: 38.416 kJ/m³ Canada: 38.200 kJ/m³ Paesi Bassi: 33.320 kJ/m³ Regno Unito: 39.710 kJ/m³ Indonesia: 40.600 kJ/m³ Algeria: 42.000 kJ/m³ Uzbekistan: 37.889 kJ/m³ Arabia Saudita: 38.000 kJ/m³ Norvegia: 39.877 kJ/m³ Bangladesh: 36.000 kJ/m³La capacità termica inferiore delle suddette fonti di gas naturale è circa il 90% della loro capacità termica superiore.

Carburante necessario per accendere una lampadina da 100 W per un anno (876 kWh)

400 kg (876 libbre) di carbone 230 kg (508 libbre) di petrolio 170 kg (377 lb) o 255 m³ di gas naturale 0,006 kg (0,014 libbre) di uranio 0,0000075 kg (0,000016 lb) Sole

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Efficienza del carburante Prestazioni del carbone Energia alimentare Indice di Wobbe Densità di potenza Efficienza termica Reazione esotermica potere interno

Nota di riferimento

"Carburanti e motori", J-C Guibe