दहन ऊष्मा

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किसी तत्त्व या यौगिक की १ ग्राम-अणु मात्रा को ऑक्सीजन में स्थिर आयतन पर पूर्णतया जलाने से जितनी उष्मा निकलती है, उसे उस तत्व या यौगिक की दहन-उष्मा (Heat of combustion) कहते हैं। दहन ऊष्मा का मान निम्नलिखित इकाइयों में व्यक्त किया जा सकता है-

  • ईंधन के प्रति मोल से उत्पन्न ऊर्जा (kJ/mol)
  • ईंधन के ईकाई द्रव्यमान से उत्पन्न ऊर्जा
  • ईंधन के ईकाई आयतन से उत्पन्न ऊर्जा

दहन ऊष्मा को बॉम्ब कैलरीमापी की सहायता से मापा जाता है।

उदाहरण: उदाहरण के लिए निम्नलिखित समीकरण से स्पष्ट है कि मिथेन की दहन-उष्मा २,१२,८०० कैलरी है :

CH2 + 2 O2 = CO2 + 2H2 O + २,१२,८०० कैलोरी

कार्बन को ऑक्सीजन में जलाने पर दो यौगिकों का बनना संभव है-

C + O2 = CO2 + ४९,९०० कैलोरी
C + O2 = CO + २६,००० कैलोरी

यह बात ध्यान देने योग्य है कि कार्बन की दहन-उष्मा ९४,३०० कैलोरी है, २६,००० कैलोरी नहीं, क्योंकि प्रथम क्रिया में ही कार्बन पूर्णतया जलता या आक्सीकृत होता है। दूसरी क्रिया में कार्बन, कार्बन मोनोक्साइड में परिवर्तित हो गया है, परंतु अभी उसका दहन पूर्ण नहीं हुआ क्योंकि कार्बन मोनोक्साइड का और दहन करके उसे कार्बन डाइऑक्साइड में आक्सीकृत किया जा सकता है।

कैलोरीजनन मान[संपादित करें]

किसी पदार्थ के ईकाई द्रव्यमान के दहन पर जो ऊष्मा निकलती है उसे उसका कैलोरीजनन मान (heating value या energy value या calorific value) कहते हैं। किसी पदार्थ का कैलोरीजनन मान उसका वैशिष्ट्य है। इसके मात्रक हैं- kJ/kg, kJ/mol, kcal/kg, Btu/lb आदि। इन मात्रकों में आपस में निम्नलिखित सम्बन्ध हैं-

kcal/kg = MJ/kg * 238.846
Btu/lb = MJ/kg * 429.923
Btu/lb = kcals * 1.8

कैलोरीजन मान दो प्रकार का होता है-

  1. उच्चतर दहन ऊष्मा
  2. निम्नतर दहन ऊष्मा

दहन ऊष्मा की सारणियाँ[संपादित करें]

प्रमुख ईंधनों के उच्चतर दहन ऊष्मा (HHV) तथा निम्नतर दहन ऊष्मा (LHV) के मान
[1]
ईंधन HHV MJ/kg HHV BTU/lb HHV kJ/mol LHV MJ/kg
Hydrogen 141.80 61,000 286 119.96
Methane 55.50 23,900 889 50.00
Ethane 51.90 22,400 1,560 47.80
Propane 50.35 21,700 2,220 46.35
Butane 49.50 20,900 2,877 45.75
Pentane 45.35
Gasoline 47.30 20,400 44.4
Paraffin wax 46.00 19,900 41.50
Kerosene 46.20 19,862 43.00
Diesel 44.80 19,300 43.4
Coal (Anthracite) 32.50 14,000
Coal (Lignite) 15.00 8,000
Wood (MAF) 21.7 8,700
Peat (damp) 6.00 2,500
Peat (dry) 15.00 6,500
कुछ कम प्रयुक्त ईंधनों के HHV
[1]
ईंधन HHV MJ/kg BTU/lb kJ/mol
मेथेनॉल 22.7 9,800 726.0
एथेनॉल 29.7 12,800 1,300.0
1-Propanol 33.6 14,500 2,020.0
Acetylene 49.9 21,500 1,300.0
Benzene 41.8 18,000 3,270.0
Ammonia 22.5 9,690 382.0
Hydrazine 19.4 8,370 622.0
Hexamine 30.0 12,900 4,200.0
Carbon 32.8 14,100 393.5
कुछ प्रचलित ईंधनों की दहन ऊष्माएँ (उच्चतर मान)
ईंधन kJ/g kcal/g BTU/lb
Hydrogen 141.9 33.9 61,000
Gasoline 47.0 11.3 20,000
Diesel 45.0 10.7 19,300
Ethanol 29.7 7.1 12,000
Propane 49.9 11.9 21,000
Butane 49.2 11.8 21,200
Wood 15.0 3.6 6,000
Coal (Lignite) 15.0 4.4 8,000
Coal (Anthracite)[कृपया उद्धरण जोड़ें] 36 7.8 14,000
Natural Gas 54.0 13.0 23,000

कुछ कार्बनिक यौगिकों की निम्नतर दहन ऊष्मा (25 °C पर)[संपादित करें]

ईंधन MJ/kg MJ/L BTU/lb kJ/mol
Alkanes
मिथेन 50.009 21,504 802.34
इथेन 47.794 20,551 1,437.2
प्रोपेन 46.357 19,934 2,044.2
ब्यूटेन 45.752 19,673 2,659.3
पेंटेन 45.357 28.39 21,706 3,272.6
केग्जेन 44.752 29.30 19,504 3,856.7
हेप्टेन 44.566 30.48 19,163 4,465.8
ऑक्टेन 44.427 19,104 5,074.9
नोनेन 44.311 31.82 19,054 5,683.3
डेकेन 44.240 33.29 19,023 6,294.5
Undecane 44.194 32.70 19,003 6,908.0
Dodecane 44.147 33.11 18,983 7,519.6
Isoparaffins
Isobutane 45.613 19,614 2,651.0
Isopentane 45.241 27.87 19,454 3,264.1
2-Methylpentane 44.682 29.18 19,213 6,850.7
2,3-Dimethylbutane 44.659 29.56 19,203 3,848.7
2,3-Dimethylpentane 44.496 30.92 19,133 4,458.5
2,2,4-Trimethylpentane 44.310 30.49 19,053 5,061.5
Naphthenes
Cyclopentane 44.636 33.52 19,193 3,129.0
Methylcyclopentane 44.636? 33.43? 19,193? 3,756.6?
Cyclohexane 43.450 33.85 18,684 3,656.8
Methylcyclohexane 43.380 33.40 18,653 4,259.5
Monoolefins
Ethylene 47.195
Propylene 45.799
1-Butene 45.334
cis-2-Butene 45.194
trans-2-Butene 45.124
Isobutene 45.055
1-Pentene 45.031
2-Methyl-1-pentene 44.799
1-Hexene 44.426
Diolefins
1,3-Butadiene 44.613
Isoprene 44.078 -
Nitrous derivated
Nitromethane 10.513
Nitropropane 20.693
Acetylenes
Acetylene 48.241
Methylacetylene 46.194
1-Butyne 45.590
1-Pentyne 45.217
Aromatics
Benzene 40.170
Toluene 40.589
o-Xylene 40.961
m-Xylene 40.961
p-Xylene 40.798
Ethylbenzene 40.938
1,2,4-Trimethylbenzene 40.984
Propylbenzene 41.193
Cumene 41.217
Alcohols
Methanol 19.930 15.78 8,570 638.55
Ethanol 28.865 22.77 12,412 1,329.8
1-Propanol 30.680 24.65 13,192 1,843.9
Isopropanol 30.447 23.93 13,092 1,829.9
n-Butanol 33.075 26.79 14,222 2,501.6
Isobutanol 32.959 26.43 14,172 2,442.9
Tert-butanol 32.587 25.45 14,012 2,415.3
n-Pentanol 34.727 28.28 14,933 3,061.2
Isoamyl alcohol 31.416? 35.64? 13,509? 2,769.3?
Ethers
Methoxymethane 28.703 12,342 1,322.3
Ethoxyethane 33.867 24.16 14,563 2,510.2
Propoxypropane 36.355 26.76 15,633 3,568.0
Butoxybutane 37.798 28.88 16,253 4,922.4
Aldehydes and ketones
Methanal 17.259
Ethanal 24.156
Propionaldehyde 28.889
Butyraldehyde 31.610
एसीटोन 28.548 22.62
Other species
ग्रेफाइट 32.808
हाइड्रोजन 120.971 52,017 244
कार्बन मोनोआक्साइड 10.112 4,348 283.24
अमोनिया 18.646 8,018 317.56
गंधक (ठोस) 9.163 3,940 293.82

ध्यान दें कि कार्बन, कार्बन मोनोआक्साइड तथा गंधक के दहन की उच्चतर और निम्नतर ऊष्माओं में कोई अन्तर नहीं होता क्योंकि इन यौगिकों के दहन से जल उत्पन्न नहीं होता।

सन्दर्भ[संपादित करें]