Potere calorifico: differenze tra le versioni

Si misura in M[[Joule|J]]/[[chilogrammo|kg]] nel [[Sistema Internazionale]] o, in forma ormai obsoleta, in k[[Caloria|cal]]/kg, o [[British thermal unit|BTU]]/[[libbra|lb]]. Per i combustibili gassosi lo si può trovare riferito alla [[quantità di sostanza]] espressa in metro cubo normale ([[Metro cubo#Unità legate al metro cubo|Nm³]]) o in metro cubo standard ([[Metro cubo#Unità legate al metro cubo|Sm³]]), a seconda delle condizioni di temperatura e pressione a cui si riferisce la misura di volume.

Il '''potere calorifico superiore''' (Δ_cH_s^o) è la quantità di calore che si rende disponibile per effetto della combustione completa a [[pressione]] costante della [[Massa (fisica)|massa]] unitaria del combustibile, quando i prodotti della combustione siano riportati alla [[temperatura]] iniziale del combustibile e del [[comburente]].

Nel primo caso si determina la massa degli elementi combustibili, principalmente carbonio (C) e idrogeno (H), eventualmente anche [[zolfo]] (S), contenuta in un chilogrammo di combustibile mediante l'analisi chimica elementare; quindi si valuta l'apporto di calore fornito da ciascuno di essi e si sommano i risultati, secondo la seguente formula approssimata<ref name=rossi>{{cita libro |autore=Nicola Rossi |isbn=978-88-203-5971-3 |data= 2014|editore= Hoepli |titolo=Manuale del termotecnico}}</ref>:<blockquote>PCS = 32,780 C + 142,107 H [MJ/kg]</blockquote>Il calcolo fornisce un valore approssimato perché la quantità di calore ottenuto dipende anche dalla forza dei legami chimici nelle molecole del combustibile di partenza.<br />

== Formula di Dulong ==

Per determinare il potere calorifico inferiore mediante l'analisi elementare si può usare la seguente formula approssimata<ref name=rossi/>:<blockquote>PCI = 32,780 C + 120,075 H [MJ/kg]</blockquote>Dove si sono assunti (trascurando i termini meno importanti):

::Δ_cH_s^o (C) = 32,780 MJ/kg

si può facilmente ricavare il PCI: <blockquote>PCI = (0,855 × 32,780 MJ/kg) + (0,12 × 120,075 MJ/kg) = 42,436 MJ/kg</blockquote>Il potere calorifico inferiore si può anche ricavare dal potere calorifico superiore: noto il PCS, si sottrae da questo 2,5 MJ per ogni kg di vapor d'acqua contenuto nei fumi. Il vapor d'acqua nei fumi sarà dovuto alla combustione dell'idrogeno e all'umidità presente inizialmente nel combustibile.

Nell'esempio dell'olio combustibile sopra citato, e sapendo che:

* rapporto massico di vapore da idrogeno Δw^H₂O = 9 kg/kg;

* calore assorbito dal vapore per formarsi da acqua liquida Δ_fH^o (H₂O_(g)) = 2,5 MJ/kg;

:Δ_cH_s^o = w^C Δ_cH_s^o (C) + w^H Δ_cH_s^o (H) = (0,855 × 32,780 MJ/kg) + (0,12 × 142,107 MJ/kg) = 44,369 MJ/kg

:Δ_cH_i^o = Δ_cH_s^o - (Δw^H₂O w^H + w^H₂O) Δ_fH^o (H₂O_(g)) = 44,369 MJ/kg - (9 x 0,12 + 0,01) × 2,5 MJ/kg = 41,644 MJ/kg

[[File:Wood heat value.png|thumbminiatura|upright=1.8|Il potere calorifico superiore del legno dipende al massimo per il 15&nbsp; % dalla specie della pianta.]]

![[Biossido di uranio]] arricchito al 3&nbsp; %<ref>tipico combustibile nucleare, valore calcolato come: <math> \frac {192{,}9 \frac {MeV}{ U-235} \times 1{,}602 \cdot 10^{-19} \frac {MJ}{MeV} \times 3\,% \frac {U-235}{UOx} \times 6{,}022 \cdot 10^{23} \frac {UOx}{mol UOx}}{0{,}27003 \frac{kg UOx}{mol UOx}}</math></ref>

! [[Legna]] secca<ref>{{collegamento interrotto|1=[http://www.progettofuoco.com/system/media/sezione_3/Sez_III_Hellrigl.pdf Hellrigl, Potere calorifico del legno] |date=aprile 2018 |bot=InternetArchiveBot }}</ref> (umidità <&nbsp;15&nbsp; %)

== Note ==

* {{cita libro |autore=Nicola Rossi |isbn=978-88-203-5971-3 |data= 2014|editore= Hoepli |titolo=Manuale del termotecnico}}

== Collegamenti esterni ==

* {{cita web|http://seieditrice.com/manuale-di-costruzioni/files/2012/01/Poteri-calorifici-espressi-al-pezzo.pdf|Poteri calorifici di materiali da arredo}} [http://web.archive.org/web/20131001234150/http://seieditrice.com/manuale-di-costruzioni/files/2012/01/Poteri-calorifici-espressi-al-pezzo.pdf Archiviato] il 011º ottobre 2013 in Internet Archive.