Steinkohle es ist eine der wichtigsten Energiequellen, die weltweit verwendet werden. Trotz der wachsenden Popularität erneuerbarer Energien wie Solar- und Windkraft ist Steinkohle aufgrund ihrer Erschwinglichkeit und ihrer Fähigkeit, eine hohe Leistung zu liefern, immer noch gefragt.
Verbrennung von Steinkohle es ist ein Prozess, bei dem der in Kohle enthaltene Kohlenstoff mit Sauerstoff aus der Luft interagiert, Kohlendioxid, Wasser erzeugt und eine beträchtliche Menge an Energie freisetzt. Die genaue Menge an Energie, die bei der Verbrennung von Steinkohle freigesetzt wird, hängt jedoch von ihrer chemischen Zusammensetzung und Qualität ab.
Ungefähr bei einer vollständigen Verbrennung von 1 kg Steinkohle werden etwa 29 Megajoule Energie freigesetzt. Wenn wir also 15 kg Steinkohle haben, wird bei vollständiger Verbrennung etwa eine zugeteilt 435 megajoule Energien. Dies bedeutet, dass Steinkohle eine sehr energieintensive und effiziente Quelle ist, die für verschiedene Bedürfnisse verwendet werden kann, einschließlich Stromerzeugung und Heizung.
Wie viel Energie wird freigesetzt
Sie können die Formel verwenden, um die Menge an Energie zu berechnen, die bei der Verbrennung von Kohle freigesetzt wird:
| Parameter | Bedeutung |
|---|---|
| Gewicht der Kohle (kg) | 15 |
| Verbrennungswärme von Kohle (MJ/kg) | 25 |
| Gesamtenergie (MJ) | 375 |
Somit wird bei einer vollständigen Verbrennung von 15 kg Steinkohle etwa 375 MJ Energie freigesetzt. Diese Menge an Energie kann für verschiedene Zwecke wie die Erzeugung von Elektrizität oder die Raumheizung verwendet werden.
Ideale Energiemenge bei vollständiger Verbrennung
Bei einer vollständigen Verbrennung von 15 kg Steinkohle wird eine beträchtliche Menge an Energie freigesetzt. Die Größe dieser Energie kann mit einer Formel berechnet werden:
- Q ist die Menge an Energie, die bei der Verbrennung freigesetzt wird (J);
- m - Gewicht der Kohle (kg);
- C – spezifische Wärmekapazität von Kohle (J/(kg ·°C));
- Δ t ist die Temperaturänderung (°C).
Die spezifische Wärmekapazität von Steinkohle beträgt etwa 25.000.000 J / (kg · ° C), und für die vollständige Verbrennung von Kohle ist eine Temperaturänderung um 800 ° C charakteristisch. Wenn wir diese Werte in die Formel einfügen, erhalten wir:
Q = 15 kg * 25.000.000 J/(kg·°C) · 800 °C = 300.000.000.000 J/(kg*°C) * 800 °C = 300.000.000.000 J/(kg*°C)
Somit werden bei einer vollständigen Verbrennung von 15 kg Steinkohle etwa 300 000 000 000 J Energie freigesetzt.
Physikalische Berechnung der Energie in einer chemischen Reaktion
Für die physikalische Berechnung der Energie in einer chemischen Reaktion muss die Enthalpie der Bildung von Reagenzien und Produkten berücksichtigt werden. Die Enthalpie der Bildung ist eine Änderung der Wärme, wenn 1 Mol einer Substanz aus elementaren Substanzen im Standardzustand gebildet wird.
Um die Freisetzung von Energie bei vollständiger Verbrennung von 15 kg Steinkohle zu berechnen, müssen Sie die Enthalpie der Steinkohlebildung und der Verbrennungsprodukte kennen. Angenommen, die Enthalpie der Steinkohlebildung beträgt -30 KJ / mol und die Enthalpie der Verbrennungsproduktbildung (Kohlendioxid und Wasser) beträgt -400 KJ / mol.
Zuerst müssen Sie die Masse der Steinkohle unter Verwendung der Molmasse der Steinkohle in die Menge an Mol übersetzen. Dazu wird die Gleichung verwendet:
anzahl der mol = Masse / Molmasse
Die Molmasse von Steinkohle beträgt etwa 12 g / mol. Somit wird die Anzahl der Maulwürfe von Steinkohle gleich sein:
mol menge = 15 kg / 12 g/mol = 1250 mol
Als nächstes können Sie mithilfe der Enthalpie der Bildung die Energiewende bei der Verbrennung von Steinkohle berechnen. Die Änderung der Energie entspricht der Differenz zwischen der Enthalpie der Bildung von Produkten und Reagenzien multipliziert mit der Menge an Steinkohlemol:
energiewandel = (Produktenthalpie - Reagenzienenthalpie) * Menge an Steinkohle Mol
Für unser Beispiel wäre die Energiewende gleich:
energieänderung = (-400 kj/mol - (-30 kj/mol)) * 1250 mol = -462500 KJ
Somit wird bei einer vollständigen Verbrennung von 15 kg Steinkohle ungefähr 462500 KJ Energie freigesetzt.
Normen und Vereinbarungen
Die Berechnung des Energiewerts und der Energieeffizienz eines Brennstoffs erfolgt gemäß bestimmten Normen und Vereinbarungen. In diesem Artikel werden die folgenden Karten verwendet:
- 1. Die grundlegende Maßeinheit für Energie ist Joule (J).
- 2. Für die einfache Umwandlung von Maßeinheiten wird oft eine andere Einheit verwendet - Kalorie (Kot). 1 Kalorie entspricht 4.184 Joule.
- 3. Die Menge an Energie, die bei der Verbrennung des Brennstoffs freigesetzt wird, wird mithilfe einer Formel berechnet:
wobei Q die freigesetzte Energie (j) ist, M die Masse des verbrannten Brennstoffs (kg), KWK - die Verbrennungswärme des Brennstoffs (j / kg).
Wie viel Energie wird freigesetzt, wenn 15 Kilogramm Steinkohle vollständig verbrannt werden?
Kohle enthält Kohlenstoff, der bei der Verbrennung die Hauptenergiequelle ist. Wenn die Kohle verbrannt wird, verbindet sich der Kohlenstoff mit Sauerstoff aus der Luft, bildet Kohlendioxid (CO2) und erzeugt Wärme.
Der durchschnittliche Hitzeeffekt für Steinkohle variiert zwischen 24 und 35 Megajoule pro Kilogramm. Bei der Verbrennung von 15 Kilogramm Steinkohle kann man erwarten, dass Energie zwischen 360 und 525 Megajoule freigesetzt wird.
Diese Energie kann für verschiedene Zwecke wie Stromerzeugung, Heizung, Dampfproduktion und viele andere verwendet werden. Steinkohle ist eine zuverlässige und erschwingliche Energiequelle, die weiterhin eine wichtige Rolle in der weltweiten Energiewirtschaft spielt.
Einfluss der Kohlezusammensetzung auf die Energiemenge
Die Hauptbestandteile von Kohle sind Kohlenstoff und Wasserstoff. Je höher der Kohlenstoffgehalt in Kohle ist, desto mehr Energie wird er bei der Verbrennung freisetzen. Ein Mangel an oder niedrigem Schwefelgehalt in Kohle kann auch die Energiemenge erhöhen, da Schwefel die Verbrennungseffizienz verringern und Umweltverschmutzung verursachen kann.
Die Feuchtigkeit in der Kohle beeinflusst auch ihren Energiewert. Je weniger Feuchtigkeit in der Kohle enthalten ist, desto mehr Energie wird freigesetzt, wenn sie verbrannt wird, da Feuchtigkeit einen Teil der freigesetzten Energie absorbiert.
Verunreinigungen in Kohle wie Asche und andere Mineralien können auch den Energiewert von Kohle reduzieren, da sie nicht verbrennen und bei der Verbrennung wenig Energie freisetzen.
Daher ist die Zusammensetzung von Kohle wichtig, um ihren Energiewert zu bestimmen. Je höher der Kohlenstoffgehalt und desto niedriger der Schwefelgehalt, die Feuchtigkeit und die Verunreinigungen, desto mehr Energie wird bei der Verbrennung von Kohle freigesetzt. Dies ist wichtig, wenn Sie Steinkohle als Energiequelle auswählen und verwenden.
