Verbrennungs Gleichung

Untersuchung der Verbrennungsgleichung der vollständigen Verbrennung eines Kohlenwasserstoffs zur Kontrolle der Motorverschmutzung.

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Wir gehen von der generischen Formel der vollständigen Verbrennung von Alkanen:

CnH(2n+2) + (3n+1)/2*(O2+3.76N2) –> nCO2 + (n+1)H2O+(3n+1)/2*3.76N2

1) Volumenstudie der vollständigen Verbrennungsgleichung:

Berücksichtigung der Abgase in CNPT.
1 25 Mol Gas = L
Lassen Sie uns über die Verbrennung von einem Mol CnH-Kraftstoff (2n + 2) sprechen.

Die vorherige Gleichung gibt uns daher den Auspuff:
25n L CO2
25 (n + 1) L H2O
25 (3n 1 +) / 2 3.76 * L N2

Insgesamt 25n 25 + (n + 1) + 25 (3n 1 +) / * 2 3.76 25 = (7.64n 2.88 +) = n + 191 72 L-Gas.

Anmerkung: Für n = 0 entsprechen die 72 l dem Mol H2O und den 1.88 Mol N2, die sich aus der Verbrennung von reinem Wasserstoff ergeben.

Für ein gegebenes Alkan so haben wir jeweils:

25n / (191n 72 +)% der CO2
25 (n + 1) / (191n 72 +)% der H2O
(25(3n+1)/2*3.76)/(191n+72) % de N2

Eine Division durch 25 vereinfachen Formeln.

Dies gilt bei vollständiger Verbrennung (keine Erzeugung von CO oder Partikeln) und ideal (keine Erzeugung von Nox).

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2) Massenstudie der vollständigen Verbrennungsgleichung:

Untersuchen wir die Massenabweisung der vollständigen Gleichung.

[CO2]=12+2*16=44 g/mol
[H2O] = 2 1 * + = 16 18 g / mol
[N2] = 2 14 * = 28g / mol

Die Berechnung des N2 ist bei einer idealen Verbrennung (keine Nox-Erzeugung) nutzlos, da dieses Element nicht eingreift, sondern ein Inertgas ist.

daher sind die jeweiligen Massen wäre:
für CO2: 44n
für H 2 O: 18 (n + 1)

Anwendung auf Benzin (reine Oktan). n = 8
[C8H18] = 8 12 * + = 18 1 114 * g / mol.
Die pro verbrauchtem Mol Oktan freigesetzte CO2-Masse beträgt: 44 * 8 = 352 g.
Die pro verbrauchtem Mol Octan freigesetzte Masse an H2O beträgt: 18 (8 + 1) = 162 g.
Das Verhältnis von Benzinverbrauch zu CO2-Emissionen beträgt 352/114 = 3.09

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Da die Volumeneinheit bei Kraftstoff häufiger vorkommt, ist es vorzuziehen, dieses Verhältnis in Gramm CO2 pro verbrauchtem Liter Benzin umzurechnen.

Wenn man weiß, dass die Dichte von Benzin 0.74 kg / l beträgt und dass 1 Gramm verbranntes Benzin 3.09 Gramm CO2 abgibt, ergibt sich Folgendes: 0.74 * 3.09 = 2.28 kg CO2 pro Liter verbranntem Benzin.

Diese 2.28 kg nehmen ein Volumen von 2280/44 * 25 = 1295 l CO2 ein, das pro verbrauchtem Liter Benzin freigesetzt wird.

Ebenso für H2O: Das Verhältnis von Benzinverbrauch zu CO2-Emissionen beträgt 162/114 = 1.42
daher: 0.74 * 1.42 = 1.05 kg H2O pro Liter verbranntem Benzin.

Konklusion

Ein Fahrzeug, das 1 l Benzin verbraucht, stößt daher etwas mehr als ein Kilo Wasser und 2.3 kg CO2 aus.

Das Wasser kondensiert ziemlich schnell direkt oder in Form einer Wolke und fällt ziemlich schnell in flüssiger Form zurück (weil wir nicht vergessen dürfen, dass Wasserdampf ein sehr gutes Treibhausgas ist, viel "stärker" als Wasser. CO2) ist dies bei CO2 mit einer Lebensdauer von rund 100 Jahren nicht der Fall.

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Bei anderen Kraftstoffen ersetzen Sie einfach das n durch den verwendeten Kraftstoff. Zum Beispiel besteht Gasöl aus Alkanen mit einem n zwischen 12 und 22. Es wäre auch interessant, die CO2-Emissionen im Vergleich zu der von einem bestimmten Kraftstoff gelieferten Energie zu berechnen. Dies kann Gegenstand einer anderen Seite sein.

Wie auch immer, ein Artikel wird mit der Untersuchung der unvollständigen Verbrennung (Erzeugung von CO) und der nicht idealen (Erzeugung von Nox) folgen.

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