Kjemi Teknikk

Energi:
Vi skiller mellom forskjellige energiformer:


Energitype
Trivialnavn
Eksempel
Potensiell energi
Stillingsenergi
Kraftverks dam på fjellet
Kinetisk energi
Bevegelsesenergi
Vann i bevegelse, fritt fall av gjenstand
Indre energi
Varmeenergi
Molekylvibrasjon, vanndamp
Kjemisk bundet energi
Brennstoffer
Hydrokarboner, fettsyrer, karbohydrater, olje
Elektrisk energi
Strøm
Elektronvibrasjon, lyn
Kjernefysisk energi
Atomkraft
Kjernereaktor, atombomber, radon fra kjellere


Kinetisk energi:
Kinetisk energi er det som også kalles bevegelsesenergi. Kinetisk energi er i fysikken energi knyttet til et objekts bevegelse. Formelt defineres det som arbeidet nødvendig for å akselerere et legeme fra ro til sin nåværende hastighet. Når objektet har fått denne energien, vil energien opprettholdes med mindre objektet endrer fart. Negativt arbeid er nødvendig for å få et objekt i stillstand. Kinetisk energi er en type mekanisk energi, som står i motsetning til termisk energi.

Potensiell energi:
Potensiell energi brukes i fysikken om lagret energi som kan transformeres til arbeid. Potensiell energi er en form for mekanisk energi, som står i kontrast til termisk energi. Innen mekanikken er den potensielle energien den energien som er lagret ved å arbeide mot en kraft som f.eks. tyngdekraften (gravitisjonell potensiell energi), en fjær i et urverk (elastisk potensiell energi) eller elektromagnetisk felt (elektrostatisk potensiell energi). Disse formene for potensiell energi er også kjent som stillingsenergi. Verdien for stillingsenergien er alltid gitt i forhold til et valgt nullnivå.

Indre kinetisk energi:
Indre energi er en viktig størrelse i termodynamikk og betegner energien som finnes i lukkede mengder med stoff. Dette er i hovedsak termisk energi og kjemisk energi. Termisk energi er energi som materialet har på grunn av uordnede bevegelser til atomer og molekyler. Kjemisk energi er ordnet bindingsenergi til de samme partiklene. Indre energi inkluderer ikke energi som avhenger av eksterne faktorer, slik som kinetisk energi og potensiell energi. Konvensjonelt regnes heller ikke masseenergi som indre energi, siden denne stort sett er uendret i termodynamiske og kjemiske reaksjoner.

Kjemisk bundet energi:
Kjemisk energi betegner energi som frigis fra et stoff, f.eks. bensin, olje eller mat, ved fullstendig forbrenning. Ved fullstendig forbrenning (fullstendig oksidasjon) endres de kjemiske bindingene mellom atomene, og summen av endringene i bindingenes potensielle energi er den kjemiske energien. Vitenskapen om bestemmelse av kjemisk energi kalles kalorimetri (varmemåling), og den kjemiske energien kan eksempelvis måles med kalorimeter, og kjemisk energi kalles derav også for kalorimetrisk energi. Eksempler på kjemisk energi er energiformen som oppstår i fotosyntesen, hvor sollysets elektromagnetiske energi blir omdannet til bindinger i glukosemolekyler, og energiformen som omsettes ved menneskers og dyrs stoffskifte i det maten som blir spist forbrennes slik kroppen får energi.

Elektrisk og magnetisk energi:
Magnetkraftens spesielle betydning er ukjent for svær t mange, til tross for at den er selve kraften som holder universet i gang – og oss også. Werner Heisenberg, nobelprisvinner i fysikk, kunne tidlig fastslå at:
”Magnetisk energi er den elementære energi som alle organismers liv avhenger av.”


Energioverføringer:

Type:
Beskrivelse:
Eksempel:
Stråling
Kortbølget lys
Sola stråler mot jorda. Går igjennom lufttomt rom
Langbølget varmestråling
Ovnen avgir varme til lufta. Trenger luft eller annen gass
Konveksjon
(fordele varme likt)
Omrøring i luft
Panelovn. Luft stiger
Omrøring i vann
Røreverk i tank
Varmeledning
Molekylvibrasjon
Rørledning som blir varmet opp av mediet.
Trenger et fast stoff, væske eller gass.
 


Varmevekslere:

Det finnes mange typer varmevekslere, men de mest brukte er rørvarmevekslere, platevarmevekslere og spiralvarmevekslere. De forskjellige varmevekslertypene kan også skilles ut i fra strømninga på sekundærmediet; motstrøms-, medstrøms-, krysstrøms- og dampvarmevekslere. Dette går kun inn på hvilken måte den kjøler eller varmer primærmediet på.
Rørvarmevekslere kan deles inn i to hovedtyper igjen, dette er dobbeltrørsvarmevekslere og mangerørsvarmevekslere som ofte kalles u-rørs, flytehode, kondesator eller inndamper.

Ulemper og fordeler med de forskjellige varmevekslerne:
- dobbeltrørsvarmevekslere: er billige, men har liten kapasitet.
- mangerørsvarmevekslere: er billige, lette å produsere og reparere. De har stor varmegjennomgangskoeffisient og kapasitet, de tåler også veldig høye trykk.
- platevarmevekslere: er også billige og de er veldig kompakte, arealet i en platevarmeveksler er veldig stort i forhold til størrelsen på selve varmeveksleren. Den er enkel å utvide om man ønsker større areal. Den kan ikke utsettes for høyere enn 50 bar, men er enkel å vedlikeholde og reparere. Den har også god varmegjennomgangskoeffisient.
  - spiralvarmevekslere: fungerer selvrensende, så den er veldig motstandsdyktig mot avleiringer, beleggdannelse og korrosjon.
 


Damplære:
-vann som energibærer
Fordeler med vann:
- finnes store mengder
- billig
- ikke korrosivt (deionisert)
- ikke giftig, smakløst, fargeløst
- pH-nøytralt (pH7)
- stor spesifikk varmekapasitet (4,18 kJ/kg)
- stor spesifikk fordampningsvarme (2260 kJ/kg v/1atm.)
- stor smeltevarme (331 Kj/kg)
- ekspanderer ved frysing (tetthet på is = 0,9/ 900 kJ/kg)
- svarkt polart pga. hydrogenbindinger
- kan spaltes til H2- og O2-gass ved elektrolyse
- leder ikke elektrisitet (deionisert)
- kokepunkt 100°C
- frysepunkt 0°C

Oppvarming:
Q = m * c * ∆t

Fordamping:
Q = m * r

Reint vann inneholder:
- slam (sand/leire)
- humus (oppløst organisk materiale)
- svak syre av CO2(H2CO3), NOx(HNO3), SO2(H2SO4), Cl2(HCl)
- Ioner av salter Ca2+, Na+, Si2+, Mg2+, Al3+
- Oppløst CO2, O2, N2


Kilder:
ntnu.no
no.wikipedia.org