Τι είναι οι θερμιδικές τιμές;

Οι θερμιδικές τιμές αντιπροσωπεύουν την ποσότητα θερμότητας που παράγεται κατά την καύση. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν θερμογόνους δείκτες για να προσδιορίσουν πόσο αποδοτικά και αποτελεσματικά είναι τα καύσιμα, αναζητώντας καύσιμα με υψηλή θερμιδική αξία για χρήση στην παραγωγή ενέργειας. Αυτές οι τιμές μπορούν επίσης να φανούν στον κόσμο της διατροφής, όπου χρησιμοποιούνται για να προσδιοριστεί πόση ενέργεια μπορεί να βρεθεί στα τρόφιμα. Όσο υψηλότερη είναι η θερμιδική αξία, τόσο περισσότερη ενέργεια μπορεί να αντλήσει κάποιος από το φαγητό, γι’ αυτό άνθρωποι όπως οι αθλητές ενθαρρύνονται να τρώνε γεύματα με πολλές θερμίδες για να τροφοδοτούν το σώμα τους κατά τη διάρκεια της προπόνησης και του αγώνα.

Ο προσδιορισμός της θερμογόνου δύναμης γίνεται μέσα σε μια συσκευή που ονομάζεται θερμιδόμετρο. Μια καθορισμένη ποσότητα του αντικειμένου που μελετάται καίγεται σε ελεγχόμενες συνθήκες και τα προϊόντα της καύσης μετρώνται για να διαπιστωθεί πόση θερμότητα απελευθερώθηκε κατά την καύση. Η θερμιδική αξία που προκύπτει εκφράζεται σε ενέργεια ανά μονάδα, όπως χιλιοθερμίδες ανά γραμμάριο στην περίπτωση των τροφίμων.

Μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο διαφορετικά μέτρα. Η καθαρή θερμογόνος δύναμη, γνωστή και ως υψηλότερη θερμαντική αξία (HHV) προϋποθέτει ότι το νερό που παράγεται κατά την καύση παραμένει σε υγρή μορφή. Η χαμηλότερη θερμαντική αξία ή η μεικτή θερμογόνος δύναμη (LHV) υπολογίζεται με την παραδοχή ότι το παραγόμενο νερό μετατρέπεται σε ατμό. Αυτές οι δύο διαφορετικές τιμές χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο εφαρμόζονται οι θερμογόνοι αξίες στον πραγματικό κόσμο με διαφορετικούς τύπους συστημάτων.

Από τα καύσιμα, το υδρογόνο έχει την υψηλότερη θερμογόνο δύναμη, γεγονός που φαίνεται να το καθιστά εξαιρετική πηγή ενέργειας. Δυστυχώς, το υδρογόνο δεν είναι πολύ σταθερό και απαιτεί πολύ ειδικό χειρισμό. Αυτό το καθιστά ένα δυνητικά δαπανηρό καύσιμο, με αποτέλεσμα οι άνθρωποι να στραφούν σε εναλλακτικά καύσιμα που είναι ευκολότερα στη χρήση. Μερικά άλλα καύσιμα με υψηλή θερμογόνο δύναμη περιλαμβάνουν το μεθάνιο και τη βενζίνη. Διαγράμματα που δίνουν τις θερμογόνους αξίες γνωστών καυσίμων είναι άμεσα διαθέσιμα, για άτομα που ενδιαφέρονται για θέματα όπως η θερμογόνος δύναμη του άνθρακα ή η θερμογόνος δύναμη του φυσικού αερίου.

Όταν σχεδιάζουν συστήματα που χρησιμοποιούν την καύση καυσίμου ως πηγή ενέργειας, οι μηχανικοί πρέπει να σκεφτούν τις θερμογόνους αξίες των διαφορετικών καυσίμων από τις οποίες μπορούν να επιλέξουν και να σταθμίσουν το κόστος και τα οφέλη κάθε καυσίμου. Η απόδοση του συστήματος είναι μια σημαντική αξία σχεδιασμού, αλλά οι μηχανικοί πρέπει επίσης να σκεφτούν ζητήματα όπως η αποθήκευση καυσίμου, πόσο ρυπογόνο μπορεί να είναι ένα καύσιμο και πόσο άμεσα διαθέσιμο είναι το καύσιμο στην ανοιχτή αγορά. Μερικές φορές πρέπει να γίνουν συμβιβασμοί για να γίνει ένα σύστημα πιο προσιτό σε πιθανούς αγοραστές που μπορεί να αντιμετωπίζουν ζητήματα όπως η περιορισμένη διαθεσιμότητα καυσίμων.