Lähdekoodi sivulle Lämpöarvo

[[kuva:Burning cube sugar.png|thumb|270px|Polttoaineen, kuvan tapauksessa sokeripalan, lämpöarvon määrityksessä otetaan huomion polttoaineen massa ja sen palaessa vapautuva lämpö.]]
'''Lämpöarvo''' (polttoarvo) ilmaisee aineen täydellisessä [[palaminen|palamisessa]] kehittyvän [[lämpö]][[energia]]määrän [[polttoaine|aine]]en [[massa]]yksikköä kohden. Kiinteiden ja nestemäisten [[Polttoaine|polttoaineiden]] kohdalla lämpöarvo ilmoitetaan tavallisesti megajouleina eli miljoonina [[joule]]ina polttoainekiloa kohti, MJ/kg. Kaasumaisilla polttoaineilla lämpöarvo ilmoitetaan yleensä megajouleina [[tilavuus]]yksikköä eli [[kuutiometri]]ä kohti, jolloin yksikkö on MJ/m³.

Lämpöarvo määritetään laboratorio-olosuhteissa [[pommikalorimetri]]llä standardisoitujen menetelmien mukaisesti.<ref name=":0">{{Kirjaviite|Tekijä=Sara McAllister, Jyh-Yuan Chen, A. Carlos Fernandez-Pello|Nimeke=Fundamentals of combustion processes|Vuosi=2011|Sivu=|Sivut=23-43|Julkaisupaikka=New York|Julkaisija=Springer|Isbn=9781441979438|www=https://books.google.com/books?id=-onCX7u4_VcC&pg=PA23}}</ref>

== Eri lämpöarvojen määritelmät ==
Lämpöarvon yhteydessä käytetään usein termejä kalorimetrinen lämpöarvo, tehollinen lämpöarvo kuiva-aineessa ja tehollinen lämpöarvo saapumistilassa eli toimitus-/käyttökosteana.<ref>{{Kirjaviite|Tekijä=Risto Raikonen|Nimeke=Poltto ja palaminen|Vuosi=2002|Sivu=|Julkaisupaikka=Helsinki|Julkaisija=Teknillistieteelliset akatemiat|Isbn=9516666043|www=https://www.worldcat.org/oclc/58379892}}</ref><ref>SFS-EN 14918:en (2010), Kiinteät biopolttoaineet. Lämpöarvon määritys</ref><ref>SFS-EN 15296 (2011), Kiinteät biopolttoaineet. Analyysitulosten muuntaminen eri ilmoittamisperustoille</ref> Lämpöarvolle on useita määritelmiä, koska osassa niistä voidaan ottaa huomioon polttoaineen kosteus ja se, että polttoaineen palaessa polttoaineen [[vety]] hapettuu [[Vesi|vedeksi]].<ref name=":4" /><ref name=":2" /> Tämä vesi voi sitoa [[Energia|energiaa]] ja [[Höyrystyminen|höyrystyä]]. Höyrystymiseen kulunut energia yleensä poistuu [[Systeemi (termodynamiikka)|systeemistä]] (esim. moottorista) vesihöyryn mukana, jolloin kaikkea polttoaineen energiaa ei voida muuttaa moottorin tekemäksi [[Työ (fysiikka)|työksi]].<ref>{{Verkkoviite|osoite=https://www.clarke-energy.com/2013/heating-value/|nimeke=Heating Value|tekijä=|ajankohta=2013-01-25|julkaisija=|arkisto=https://web.archive.org/web/20161117174842/https://www.clarke-energy.com/2013/heating-value/|arkistoitu=7.11.2016|viitattu=2018-03-11|ietf-kielikoodi=en-US}}</ref>

'''Kalorimetrinen lämpöarvo''' (ylempi lämpöarvo, vakio''tilavuudessa''<ref name=":0" />) on se [[Lämpöenergia|lämpöenergian]] määrä poltettavan aineen massayksikköä kohti, joka vapautuu, kun aine palaa täydellisesti (eli happea on ylimäärä) ja palamistuotteet jäähtyvät 25 °C lämpötilaan (yleensä käytetty arvo) tai muuhun sovittuun lämpötilaan. Kalorimetrisessä lämpöarvossa sekä aineen sisältämän vedyn palamistuotteena syntyvä vesi että aineen sisältämä vesi (eli kosteus) oletetaan palamisen jälkeen ''nesteeksi''.<ref name=":1">{{Verkkoviite|osoite=https://neutrium.net/heat_transfer/heat-of-combustion/|nimeke=Heat of Combustion – Neutrium|tekijä=|ajankohta=|julkaisija=|arkisto=https://web.archive.org/web/20170914053422/https://neutrium.net/heat_transfer/heat-of-combustion/|arkistoitu=14.9.2018|viitattu=2018-03-11|kieli={{en}}}}</ref> Englanniksi ylempi lämpöarvo tunnetaan nimillä higher heating value ('''HHV'''), higher combustion value ('''HCV'''), gross energy, upper heating value ja gross calorific value ('''GCV''').

'''Tehollinen lämpöarvo kuiva-aineessa''' (vakio''paineessa'' (usein 1 [[Normaali-ilmakehä|atm]])<ref name=":0" /> on se lämpöenergian määrä, joka vapautuu, kun sekä aineen sisältämän vedyn palamistuotteena syntyvä vesi oletetaan palamisen jälkeen ''vesihöyryksi''. Tehollinen lämpöarvo kuiva-aineessa on veden höyrystymislämmön verran alempi kalorimetristä lämpöarvoa.<ref name=":1" /> Englanniksi tehollinen lämpöarvo tunnetaan nimillä lower heating value ('''LHV'''), lower combustion value ('''LCV''') ja net calorific value ('''NCV''').

'''Tehollinen lämpöarvo saapumistilassa''' (alempi lämpöarvo, vakio''paineessa'' (usein 1 atm)) eli toimitus-/käyttökosteana ilmoittaa polttoaineen lämpöarvon tietyssä kosteudessa. Tehollinen lämpöarvo saapumistilassa lasketaan käyttäen määritettyä kuiva-aineen tehollista lämpöarvoa ja määritettyä kosteutta (tai halutussa kosteudessa).<ref name=":2">{{Verkkoviite|osoite=http://www.fao.org/docrep/008/j0926e/J0926e06.htm|nimeke=UWET Unified Wood energy Terminology|tekijä=Food and Agriculture Organization of the United Nations|ajankohta=|julkaisija=|arkisto=https://web.archive.org/web/20140927005842/http://www.fao.org/docrep/008/j0926e/J0926e06.htm|arkistoitu=27.9.2014|viitattu=2018-03-11|kieli={{en}}}}</ref>

Kullakin polttoaineella on sille ominainen/tyypillinen kuiva-aineen ja saapumistilan lämpöarvo. Kuiva-aineen tehollinen lämpöarvo riippuu polttoaineen kemiallisesta koostumuksesta, kun taas saapumistilan tehollinen lämpöarvo riippuu myös polttoaineen kosteudesta. Kosteuden lisäksi myös useimmiten palamattoman (ja siten lämpöarvottoman) [[Tuhka|tuhkan]] määrä kannattaa ottaa huomioon erityisesti laskettaessa [[Biopolttoaine|biopolttoaineiden]] kuten puun lämpöarvoa.<ref name=":2" />

== Eri aineiden lämpöarvoja ==
Ajantasainen Suomessa käytettävien polttoaineiden keskimääräiset teholliset lämpöarvot saapumistilassa eli käyttökosteudessa ovat julkaistuna [[Tilastokeskus|Tilastokeskuksen]] sivuilla,<ref>{{Verkkoviite|osoite=http://tilastokeskus.fi/tup/khkinv/khkaasut_polttoaineluokitus.html|nimeke=Polttoaineluokitus 2018|tekijä=Tilastokeskus|ajankohta=|julkaisija=|viitattu=2018-03-11|ietf-kielikoodi=fi}}</ref> tyypillisiä kuiva-aineiden tehollisia lämpöarvoja mm. julkaisuissa ''Puupolttoaineiden laatuohje,''<ref>{{Kirjaviite|Tekijä=Alakangas Eija|Nimeke=Puupolttoaineiden laatuohje (VTT-M-07608-13) - päivitys 2014|Vuosi=2014|Sivu=|Julkaisija=Bioenergia ry, Energiateollisuus ry, Metsäteollisuus ry|www=http://www.vtt.fi/inf/julkaisut/muut/2014/VTT-M-07608-13_2014_%20update.pdf|Tiedostomuoto=pdf}}</ref> ''Suomessa käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia''<ref>{{Kirjaviite|Tekijä=Alakangas Eija, Hurskainen Markus, Laatikainen-Luntama Jaana, Korhonen Jaana|Nimeke=Suomessa käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia|Vuosi=2016|Sivu=|Julkaisija=Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy|Isbn=978-951-38-8419-2|www=http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-38-8419-2}}{{Vanhentunut linkki|bot=InternetArchiveBot }}</ref> sekä mm. [[Motiva|Motivan]] sivuilla Biopolttoaineiden lämpöarvoja.<ref name=":4">{{Verkkoviite|osoite=https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/bioenergia/tietolahteita/biopolttoaineiden_lampoarvoja|nimeke=Biopolttoaineiden lämpöarvoja - Motiva|tekijä=|ajankohta=|julkaisija=|viitattu=2018-03-11|ietf-kielikoodi=fi}}</ref>

Polttoaineiden myynnissä ilmoitetut arvot perustuvat yleensä teholliseen lämpöarvoon saapumistilassa.
{| class="wikitable sortable" style="text-align: right;" 
|+Eräiden polttoaineseosten<BR>ylemmät (HHV) ja alemmat (LHV) lämpöarvot
! Polttoaine !! HHV [[joule|MJ]]/kg !! HHV [[BTU]]/[[pauna|lb]] !! LHV MJ/kg
!Viite LVH/HHV
|-
| align="left" |[[Maaöljy|Raakaöljy]]
|45.30
|
|43.05
|<ref name=":5">{{Lehtiviite|Tekijä=Staffell Iain|Otsikko=The Energy and Fuel Data Sheet|Julkaisu=University of Birmingham|Ajankohta=2011|Julkaisija=|www=http://www.claverton-energy.com/wordpress/wp-content/uploads/2012/08/the_energy_and_fuel_data_sheet1.pdf}} {{Wayback|1=http://www.claverton-energy.com/wordpress/wp-content/uploads/2012/08/the_energy_and_fuel_data_sheet1.pdf |päiväys=20180312143909 }}</ref>
|-
| align="left" | [[Kerosiini]] ||45.99|| ||43.69
|<ref name=":5" />
|-
| align="left" | Kevyt [[Dieselöljy|diesel]]|| 46.10 || || 43.20
|<ref name=":0" />
|-
|align="left"|Raskas diesel
|45.5
|
|42.80
|<ref name=":0" />
|-
|align="left"|[[Bensiini]]
|47.30
|
|44
|<ref name=":0" />
|-
|align="left"|[[Bioetanoli|E10-bensiini]] (10 [[Tilavuusprosentti|til.-%]] etanolia)
|43.5
|
|
|/<ref name=":0" />
|-
|align="left"|E85-bensiini (85 til.-% etanolia)
|33.1
|
|
|/<ref name=":0" />
|-
|align="left"|[[Maakaasu]]
|50
|
|45
|<ref name=":0" />
|-
|align="left"| [[Kivihiili]] ([[Antrasiitti]])|| 27.0 ||  ||
|/<ref name=":1" />
|-
| align="left" | [[Kivihiili]] ([[Ruskohiili]])|| 15.00 ||  ||
|/<ref name=":1" />
|-
|align="left"|Kuiva [[Puupolttoaine|puu]]
|14.4-17.4
|6200-7500
|
|/<ref name=":0" />
|-
| align="left" |[[Turve]] (märkä)|| 6.00 || 2500 ||
|
|-
| align="left" |[[Turve]] (kuiva)|| 15.00 || 6500 ||
|
|}

{| class="wikitable sortable" style="text-align: right;" 
|+Eräiden puhtaiden yhdisteiden<BR>ylemmät (HHV) ja alemmat (LHV) lämpöarvot
! Polttoaine !! HHV [[joule|MJ]]/kg# !! HHV [[BTU]]/[[pauna|lb]]# !! HHV [[kilojoule|kJ]]/[[mooli]]* !! LHV MJ/kg
!Viite LVH/HHV*
|-
! colspan="6" | [[Epäorgaaninen yhdiste|Epäorgaaniset yhdisteet]]
|-
|align=left|[[Hiili]] (puhdas alkuaine)
|32.762
|14085
|393.5
|32.762
|
|-
|align=left|[[Hiilimonoksidi|Häkä]]
|10.103
|4344
|283.0
|
|
|-
|align=left| [[Vety]]||141.774||60952|| 285.8 ||120.000
|<ref name=":0" />/
|-
|align=left|[[Ammoniakki]]
|22.477
|9663
|382.8
|
|
|-
|align=left|[[Hydratsiini]]
|20.817
|8950
|667.1
|
|
|-
|align=left|[[Ilokaasu|Dityppioksidi]] (ilokaasu)
|1.865
|802
|82.1
|
|
|-
| colspan="6" |<center>'''[[Hiilivedyt]]'''</center>
|-
|align=left| [[Metaani]]||55.528||23873|| 890.8 ||50.050
|<ref name=":0" />/
|-
|align=left| [[Etaani]]||51.904||22315|| 1560.7 ||47.520
|<ref name=":0" />/
|-
|align=left|[[Eteeni]]
|50.304
|21627
|1411.2
|
|
|-
|align=left|[[Etyyni]] (asetyleeni)
|49.971
|21483
|1301.1
|
|
|-
|align=left| [[Propaani]]||50.327||21637|| 2219.2 ||46.340
|<ref name=":0" />/
|-
|align=left|[[Propeeni]]
|48.907
|21026
|2058.0
|
|
|-
|align=left|[[Syklopropaani]]
|49.696
|21365
|2091.2
|
|
|-
|align=left| [[Butaani]]||49.509||21285|| 2877.6 ||45.370
|<ref name=":0" />/
|-
|align=left|[[Butadieeni|1,3-Butadieeni]]
|46.986
|20200
|2541.5
|
|
|-
|align=left| [[Pentaani]]||48.635||20910
| 3509.0 ||
|
|-
|align=left|[[Heksaani]]
|48.311
|20770
|4163.2
|44.740
|<ref name=":0" />/
|-
|align=left|[[Sykloheksaani]]
|46.573
|20023
|3919.6
|
|
|-
|align=left|[[Bentseeni]]
|41.832
|17985
|3267.6
|40.100
|<ref name=":0" />/
|-
|align=left|[[Tolueeni]]
|42.439
|18246
|3910.3
|40.500
|<ref name=":0" />/
|-
|align=left|[[Heptaani]]
|48.073
|20668
|4817.0
|44.600
|<ref name=":0" />/
|-
|align=left|[[Naftaleeni]]
|40.230
|17296
|5156.3
|
|
|-
| colspan="6" |<center>'''[[Alkoholit]] ja [[eetterit]]'''</center>
|-
|align=left|[[Metanoli]]
|22.662
|9743
|726.1
|19.920
|<ref name=":0" />/
|-
|align=left|[[Etanoli]]
|29.669
|12755
|1366.8
|26.810
|<ref name=":0" />/
|-
|align=left|[[Dimetyylieetteri]]
|45.578
|19595
|1460.4
|28
|<ref name=":6">{{Lehtiviite|Tekijä=Brent Bailey, James Eberhardt, Steve Goguen, Jimell Erwin|Otsikko=Diethyl Ether (DEE) as a Renewable Diesel Fuel|Julkaisu=SAE Technical Paper Series|Ajankohta=1997-10-01|Julkaisija=SAE International|Doi=10.4271/972978|www=https://www.afdc.energy.gov/pdfs/dee.pdf}}</ref>/
|-
|align=left|[[Dietyylieetteri]]
|59.127
|25420
|2723.9
|37
|<ref name=":6" />/
|-
|align=left|[[Etyleeniglykoli]]
|19.160
|8237
|1189.2
|
|
|-
|align=left|[[1-propanoli|1-Propanoli]]
|33.635
|14460
|2021.3
|
|
|-
|align=left|[[Glyseroli]]
|17.975
|7728
|1655.4
|
|
|-
|align=left|[[1-pentanoli|1-Pentanoli]]
|37.787
|16246
|3330.9
|
|
|-
|align=left|[[Fenoli]]
|32.446
|13949
|3053.5
|
|
|-
|colspan="6"|<center>'''[[Karbonyyli|Karbonyylit]]'''</center>
|-
|align=left|[[Formaldehydi]]
|19.007
|8171
|570.7
|
|
|-
|align=left|[[Keteeni]] (etenoni)
|24.393
|10487
|1025.4
|
|
|-
|align=left|[[Asetaldehydi]] (etanaali)
|26.489
|11388
|1166.9
|
|
|-
|align=left|[[Asetoni]]
|30.818
|13249
|1789.9
|
|
|-
|align=left|[[Propionialdehydi|Propanaali]]
|31.383
|13492
|1822.7
|
|
|-
|align=left|[[Metyylietyyliketoni|2-Butanoni]]
|33.896
|14573
|2444.1
|
|
|-
| colspan="6" |<center>'''[[Karboksyylihapot|Hapot]] ja [[esterit]]'''</center>
|-
|align=left|[[Muurahaishappo|Metaanihappo]] (muurahaishappo)
|5.532
|2378
|254.6
|
|
|-
|align=left|[[Etikkahappo|Etaanihappo]] (etikkahappo)
|14.557
|6259
|874.2
|
|
|-
|align=left|[[Metyyliformiaatti]]
|16.196
|6963
|972.6
|
|
|-
|align=left|[[Metyyliasetaatti]]
|21.493
|9240
|1592.2
|
|
|-
|align=left|[[Etyyliasetaatti]]
|25.403
|10921
|2238.1
|
|
|-
|align=left|[[Niasiini|Nikotiinihappo]] (B3-vitamiini)
|22.184
|9538
|2731.1
|
|
|-
|align=left|[[Bentsoehappo]]
|26.434
|11365
|3228.2
|
|
|-
| colspan="6" |<center>'''Typpiyhdisteet'''</center>
|-
|align=left|[[Sinihappo|Vetysyanidi]] (sinihappo)
|24.847
|10682
|671.5
|
|
|-
|align=left|[[Nitrometaani]]
|11.619
|4995
|709.2
|
|
|-
|align=left|[[Urea]]
|10.535
|4529
|632.7
|
|
|-
|align=left|[[Metyyliamiini]]
|34.955
|15028
|1085.6
|
|
|-
|align=left|[[Asetonitriili]]
|30.381
|13061
|1247.2
|
|
|-
|align=left|[[Asetamidi]]
|20.055
|8622
|1184.6
|
|
|-
|align=left|[[Trimetyyliamiini]]
|41.331
|17769
|2443.1
|
|
|-
|align=left|[[Pyridiini]]
|35.174
|15122
|2782.3
|
|
|-
|align=left|[[Aniliini]]
|36.432
|15663
|3392.8
|
|
|-
| colspan="6" |* Viite kJ/mooli HHV arvoille on CRC:n 95. painos<ref name=":3">{{Kirjaviite|Tekijä=Haynes, William M.,|Nimeke=CRC handbook of chemistry and physics : a ready-reference book of chemical and physical data. |Painos = 95.|Vuosi=|Kappale=5|Sivu=68|Julkaisupaikka=Boca Raton, Florida|Julkaisija=CRC-press|Isbn=1482208679|www=https://www.worldcat.org/oclc/882266963}}</ref> ellei toisin mainita. # muut CRC:hen viitatut HHV arvot on laskettu CRC:n kJ/mol pohjalta käyttäen [[IUPAC]]:in 2013 suosittelemia suhteellisia [[Atomimassa|atomipainoja]].<ref>{{Lehtiviite|Tekijä=Juris Meija, Tyler B. Coplen, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning|Otsikko=Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)|Julkaisu=Pure and Applied Chemistry|Ajankohta=2016-03-01|Numero=3|Julkaisija=|Doi=10.1515/pac-2015-0305|Issn=1365-3075|www=https://doi.org/10.1515/pac-2015-0305}}</ref>
|}

==Katso myös==
*[[Energiatiheys]]

==Lähteet==
{{viitteet|sarakkeet}}

[[Luokka:Polttoaineet]]
[[Luokka:Termodynamiikka]]
[[Luokka:Tulisijat]]
[[Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit]]