発熱量のソースを表示

'''発熱量'''（はつねつりょう）は、一定の[[単位]]の[[燃料]]が完全[[燃焼]]するときに発生する[[熱量]]のこと。[[カロリー|kcal]]/kgや[[ジュール|kJ]]/kg、J/[[モル|mol]]のように、物質の単位あたりの[[エネルギー]]の単位で表される。一般にボンベ熱量計を用いて測定される。それぞれの燃料に固有の値を持ち、燃料の性能を表すもっとも重要な指標である。主に[[可燃性液体]]を扱うときに使われ、単位発熱量あたりで値段が比較されることが多い。

== 発熱量の種類 ==
=== 高発熱量 ===
'''高発熱量'''（高位発熱量）もしくは'''総発熱量'''は、燃焼後の生成物を燃焼前の温度に戻し、生成した[[水蒸気]]がすべて[[凝縮]]した場合の発熱量である<ref name=jemai>{{cite|和書 |editor=環境保全対策研究会 |title=二訂・大気汚染対策の基礎知識| edition=3 |publisher=社団法人[[産業環境管理協会]] |year=2005 |isbn=4-914953-69-2 |page=65-66}}</ref>。燃焼で生成された水が[[液体]]で存在するような一般的な温度で燃焼反応の[[エンタルピー]]変化を想定しているため、総発熱量は[[燃焼熱]]に等しい値となる。熱量計で測定される熱量は高発熱量である。

=== 低発熱量 ===
'''低発熱量'''（低位発熱量）もしくは'''真発熱量'''は、燃料中の[[水素]]から生成する水および本来含まれている水分の[[蒸発熱]]を高発熱量から差し引いたものである。すなわち、生成した H<sub>2</sub>O はすべて[[水蒸気]]として計算されるため、水を蒸発させるのに必要な蒸発潜熱は含まれない。燃焼ガス温度の計算には通常、低発熱量が用いられる<ref name=jemai/>。

高発熱量''H<sub>h</sub>'' と低発熱量''H<sub>l</sub>'' の関係は以下で示される<ref name=jemai/>。

; 気体燃料の場合
: <math>H_l = H_h - H_\mathrm{w}\left(h_2+2ch_4+2c_2h_4+\frac{y}{2}c_xh_y\right)</math>
ここで
* ''H''<sub>w</sub> ：水蒸気 1 m<sup>3</sup><sub>N</sub> の蒸発潜熱、2.0 MJ/m<sup>3</sup><sub>N</sub>
* ''h''<sub>2</sub> ,  ''ch''<sub>4</sub> , ''c''<sub>2</sub>''h''<sub>4</sub> , ''c<sub>x</sub>h<sub>y</sub>'' ：それぞれ気体燃料中の[[水素]]、[[メタン]]、[[エチレン]]、[[炭化水素]]の組成
を示す。

; 液体および固体燃料の場合
: <math>H_l = H_h -H'_\mathrm{w}(9h+w)</math>
ここで
* ''H'''<sub>w</sub> ：水 1 kg の蒸発潜熱、2.5 MJ/kg
* ''h'' , ''w'' ：それぞれ燃料中の水素および水分の組成
を示す。

== さまざまな燃料の熱量 ==
{| class="wikitable sortable" style="text-align: right;" align="left"
|+よく使われる燃料の高発熱量と低発熱量<ref name=NIST>[http://webbook.nist.gov/chemistry NIST Chemistry WebBook]</ref>
! 燃料 !! 高発熱量<BR>（[[メガジュール|MJ]]/kg） !! 高発熱量<BR>（[[英国熱量単位|BTU]]/lb） !! 高発熱量<BR>（[[キロジュール|kJ]]/[[モル|mol]]） !! 低発熱量
(MJ/kg)
|-
|align=left| [[水素]]|| 141.80 || 61,000 || 286 || 121.00
|-
|align=left| [[メタン]] || 55.50 || 23,900 || 889 || 50.00
|-
|align=left| [[エタン]]  || 51.90 || 22,400 || 1,560|| 47.80
|-
|align=left| [[プロパン]]|| 50.35 || 21,700 || 2,220 || 46.35
|-
|align=left| [[ブタン]]|| 49.50 || 20,900|| 2,877 || 45.75
|-
|align=left| [[ペンタン]]||  ||  ||  || 45.35
|-
|align=left| [[ガソリン]] || 47.30 || 20,400 ||  || 44.4
|-
|align=left| [[パラフィン]] || 46.00 || 19,900 ||  || 41.50
|-
|align=left| [[ケロシン]]≒[[灯油]] || 46.20 || 19,862 || || 43.00
|-
|align=left| [[軽油]]  || 44.80 || 19,300 || || 43.4
|-
|align=left| [[石炭]] ([[無煙炭]]) || 27.00 || 14,000|| ||
|-
|align=left|[[石炭]] ([[亜炭]])|| 15.00 || 8,000 || ||
|-
|align=left|[[木]]（MAF）|| 21.70 || 9,400 ||  ||
|-
|align=left|湿った[[泥炭]]|| 6.00 || 2,500 || ||
|-
|align=left|乾いた[[泥炭]]|| 15.00 || 6,500 || ||
|}

{| class="wikitable sortable" style="text-align: right;" align="right"
|+あまり使われない燃料の高発熱量<ref name=NIST/>
! 燃料 !! [[メガジュール|MJ]]/kg !! [[英国熱量単位|BTU]]/lb !! [[キロジュール|kJ]]/[[モル|mol]]
|-
|align=left| [[メタノール]] || 22.7 || 9,800 || 725.7
|-
|align=left| [[エタノール]] || 29.7 || 12,800 || 1,367.6
|-
|align=left| [[1-プロパノール]]|| 33.6 || 14,500 || 2,020.0
|-
|align=left| [[2-プロパノール]]|| 33.4 ||  || 2,006.9
|-
|align=left| [[アセチレン]]|| 49.9 || 21,500 || 1,300.0
|-
|align=left| [[ベンゼン]]  || 41.8 || 18,000 || 3,270.0
|-
|align=left| [[アンモニア]] || 22.5 || 9,690 || 382.0
|-
|align=left| [[ヒドラジン]] || 19.4 || 8,370 || 622.0
|-
|align=left| [[ヘキサメチレンテトラミン]]|| 30.0 || 12,900 || 4,200.0
|-
|align=left| [[炭]] || 32.8 || 14,100 || 393.5
|}

{{clear}}

{| class="wikitable sortable" style="text-align: right;"
|+よく使われる燃料の高発熱量
|-
! 燃料 !! [[キロジュール|kJ]]/g !! [[キロカロリー|kcal]]/g !! [[英国熱量単位|BTU]]/lb
|-
|align=left|[[水素]]
| 141.9
| 33.9
| 61,000
|-
|align=left|[[ガソリン]]
| 47.0
| 11.3
| 20,000
|-
|align=left|[[軽油]]
| 45.0
| 10.7
| 19,300
|-
|align=left|[[エタノール]]
| 29.7
| 7.1
| 12,000
|-
|align=left|[[プロパン]]
| 49.9
| 11.9
| 21,000
|-
|align=left|[[ブタン]]
| 49.2
| 11.8
| 21,200
|-
|align=left|[[木]]
| 15.0
| 3.6
| 6,000
|-
|align=left|[[石炭]] ([[亜炭]])
| 15.0
| 4.4
| 8,000
|-
|align=left|[[石炭]] ([[無煙炭]])
| 27.0
| 7.8
| 14,000
|-
|align=left|[[天然ガス]]
| 54.0
| 13.0
| 23,000
|}

{{clear}}


なお[[炭]]、[[一酸化炭素]]、[[硫黄]]などは燃焼時水を生成しないため高発熱量と低発熱量の値は等しい。

== 天然ガスの高発熱量 ==

[[国際エネルギー機関]]は[[2011年]]に[[天然ガス]]の高発熱量を公表した<ref name=KWES2011>[http://www.iea.org/textbase/nppdf/free/2011/key_world_energy_stats.pdf Key World Energy Statistics (2011), page 60]</ref>が、各国の計測値が分散している。

* [[オランダ]]: 33,339 kJ/m³
* [[サウジアラビア]]: 38,000 kJ/m³
* [[アメリカ]]: 38,192 kJ/m³
* [[ロシア]]: 38,230 kJ/m³
* [[カナダ]]: 38,430 kJ/m³
* [[中華人民共和国|中国]]: 38,931 kJ/m³
* [[イラン]]: 39,356 kJ/m³
* [[ノルウェー]]: 39,650 kJ/m³
* [[インドネシア]]: 40,600 kJ/m³
* [[カタール]]: 41,400 kJ/m³

国際エネルギー機関は[[2005年]]にも同じデータを公表した<ref name=KWES2005>[http://iea.org/dbtw-wpd/Textbase/nppdf/free/2005/key2005.pdf Key World Energy Statistics (2005), page 59]</ref>。2011年のデータに含まれず2005年のデータに含まれる国のデータを以下に記する。

* [[パキスタン]]: 34,900 kJ/m³
* [[バングラデシュ]]: 36,000 kJ/m³
* [[ウズベキスタン]]: 37,889 kJ/m³
* [[カナダ]]: 38,200 kJ/m³
* [[イギリス]]: 39,710 kJ/m³
* [[アルジェリア]]: 42,000 kJ/m³

なお天然ガスの低発熱量は高発熱量の90%程度である。

== 脚注 ==
{{Reflist|2}}

== 外部リンク ==
* {{Kotobank}}

{{chem-stub}}
{{DEFAULTSORT:はつねつりよう}}
[[Category:熱]]
[[Category:燃料]]

[[ca:Poder calorífic]]
[[cs:Výhřevnost]]
[[da:Brændværdi]]
[[de:Heizwert]]
[[en:Heat of combustion]]
[[es:Poder calorífico]]
[[fr:Pouvoir calorifique]]
[[it:Potere calorifico]]
[[nl:Calorische waarde]]
[[pl:Ciepło spalania]]
[[pt:Poder calorífico]]
[[ru:Удельная теплота сгорания]]
[[sk:Výhrevnosť]]
[[fi:Lämpöarvo]]
[[sv:Förbränningsvärme]]
[[zh:燃烧热]]