La chaleur de combustion est un terme qui décrit la quantité d’énergie thermique, ou chaleur, générée lorsqu’une substance particulière est complètement brûlée dans un environnement riche en oxygène. Il est exprimé sous forme de rapport d’énergie par unité de substance et peut être écrit de plusieurs manières. L’expression standard est en kilojoules (kJ) par mole (mol) de substance, mais elle peut également être exprimée en termes d’énergie libérée par volume donné ou par masse donnée de carburant. Selon la région du monde, cette expression peut être écrite de plusieurs manières, telles que kilocalories par gramme ou unités thermiques britanniques par livre.
L’énergie de la chaleur est stockée sous forme d’énergie potentielle dans certains types de molécules. Dans les hydrocarbures, leur combustion libère cette énergie stockée sous forme de chaleur et de lumière. La quantité d’énergie thermique libérée est la chaleur de combustion et n’inclut pas l’énergie libérée sous forme de lumière. Ce terme peut décrire la quantité de cette énergie libérée par la combustion de n’importe quel matériau, mais est généralement supposé s’appliquer aux hydrocarbures, en particulier ceux utilisés comme combustibles.
Un terme utilisé pour décrire la quantité totale d’énergie dans un système fermé, l’enthalpie, est parfois utilisé dans le cadre de la définition de la chaleur de combustion. L’expression est parfois appelée un changement négatif de l’enthalpie totale d’un système. Cela signifie que le système a perdu de l’énergie par la libération de chaleur due à la combustion de certains composants du système. Alors qu’un tel changement d’enthalpie est considéré comme ayant une valeur négative, la mesure est toujours donnée comme une valeur positive.
Lorsqu’on parle de combustibles, les cotes de chaleur de combustion sont souvent utilisées comme moyen de comparer l’énergie thermique relative contenue dans différents combustibles. Différents carburants auront des chiffres distincts, qui ne changeront pas pour un échantillon pur du même carburant mais varieront d’un carburant à l’autre. Par exemple, l’octane des hydrocarbures contient 5,460 890 kJ/mol alors que le méthane n’en contient que XNUMX kJ/mol. En général, plus une molécule d’hydrocarbure est complexe et grosse, plus le chiffre est élevé.
Un appareil appelé calorimètre est utilisé pour tester un matériau afin de déterminer sa chaleur de combustion. Il existe plusieurs types de calorimètres, mais ils fonctionnent tous sur le même principe. Un échantillon est brûlé dans un environnement fermé et contrôlé, et la quantité de chaleur dégagée par la combustion de l’échantillon est mesurée. En reliant la quantité de chaleur libérée à la taille de l’échantillon, un chiffre est atteint. Cependant, ce ne sont pas seulement les carburants qui sont testés de cette façon, et de nombreuses autres substances sont testées par des chimistes, des chercheurs et des étudiants.