Pojednostavljeno rečeno, specifična energija je način mjerenja točne količine energije unutar određene jedinice, obično izražene u težini. To je u biti količina energije po jedinici mase — po džulu, na primjer, ili u manje točnim okolnostima po kaloriji ili britanskoj termalnoj jedinici (BTU). Razumijevanje izmjerene i mjerljive energije tvari ili spoja često je zaista korisno istraživačima i inženjerima. Može pomoći u određivanju stvari poput vremena izgaranja u motorima i drugim velikim mehaničarima, a također pomaže istraživačima hrane da izvuku zaključke o nutritivnim sastavima i energetskim profilima raznih jela i prehrambenih proizvoda. Obično je moguće izračunati specifičnu energiju bilo kojeg materijala koji ima masu ili težinu. Stvari koje su bestežinske, poput svjetlosti, često zahtijevaju malo drugačiji izračun i rubriku mjerenja.
Načini širenja razmišljanja o energiji
Za znanstvenika ili inženjera, pojam energija je potencijal sustava za obavljanje rada ili proizvodnju topline. Općenito govoreći, energija je važan i prilično sveprisutan koncept, a njezino mjerenje čini je lakše mjerljivom za istraživanje i druge svrhe temeljene na proračunu. Koncentracija po masi je mjerenje količine po jedinici mase, te se u toj mjeri specifična energija može smatrati koncentracijom energije po jedinici mase.
Primarne prednosti specifičnih proračuna
Obično postoji nekoliko razloga zašto je mjerenje prisutne energije po jedinici mase važno. Često se koristi kao točka za usporedbu, budući da se slični proizvodi, elementi ili spojevi često mogu razlikovati na temelju gustoće energije koju su sposobni izbaciti. To je često osobito važno kada su u pitanju gradacije goriva. Koncept je također obično važan za aerodinamiku i automobilsku industriju, kao i za znanstvenike i istraživače hrane.
Mjerenje izlaza
Joule je metrika, ili točnije, mjerenje energije u Međunarodnom sustavu jedinica (SI). Izvodi se iz formule za kinetičku energiju: Ek = ½ mv2, gdje je m masa objekta u pokretu, a v njegova brzina. Joule je energija potrebna za ubrzanje mase od jednog kilograma brzinom od jednog metra u sekundi na kvadrat na udaljenosti od jednog metra. Izmjerena energija često se izražava u SI jedinicama kao džuli po gramu (J/g), kilodžuli po kilogramu (kJ/kg) ili džuli po kilogramu (J/kg), ovisno o sustavu koji se proučava.
U kaloričnom kontekstu
Raniji pokušaj kemičara da definiraju energiju bila je kalorija, energija potrebna da se temperatura jednog grama vode podigne za 1°C. Međutim, ovo nije točno mjerenje, jer potrebna energija neznatno ovisi o početnoj temperaturi vode. SI definicija kalorije sada je 1 kalorija jednaka 4.184 džula. Konkretno, energija bi se obično mjerila kao kalorije/gram (cal/g), kilokalorije/kg (kcal/kg) ili kilokalorije po gramu (kcal/g).
Britanska toplinska jedinica (BTU) analogna je kalorijama i netočno je mjerenje. BTU je energija potrebna za podizanje temperature jedne funte vode za 1°F. BTU je nešto manje energije od 1 kilodžula. Konkretno izmjerena energija u ovom sustavu obično se izražava kao BTU po funti (BTU/lb).
Odnos prema Svjetlu
Svjetlost, drugi oblik energije, nema masu. Stoga ne postoji termin za specifičnu energiju svjetlosti. U raspravi o kemijskoj energiji, često je korisnije baviti se specifičnim mjerenjima na molekularnoj osnovi umjesto na bazi mase. Kemičar može koristiti džule po molu (J/mol) umjesto džula po kilogramu, jer je u ovoj primjeni koristan broj molekula koje reagiraju.