Während der Verbrennung von Alkohol wird eine beträchtliche Menge an Wärme freigesetzt. Alkohol ist einer der häufigsten und erschwinglichsten Brennstoffe, der aktiv für verschiedene Zwecke verwendet wird: zum Aufwärmen, Kochen oder für die Organisation von Outdoor-Aktivitäten. Aber wie viel Wärme wird bei der Verbrennung von 300 Gramm Alkohol freigesetzt und wie viel Wasser kann ich erhitzen?
Um dieses Problem zu lösen, müssen Sie einige grundlegende Daten über Alkohol kennen. Alkohol (Ethylalkohol oder Ethylenglykol) ist eine organische Verbindung, die aus Kohlenwasserstoffradikalen besteht. Jedes Gramm Alkohol gibt bei der Verbrennung etwa 28 Kilojoule (1 Kilojoule = 1000 Joule) Wärme ab. Das bedeutet, dass die Verbrennung von 300 Gramm Alkohol zur Freisetzung von 8400 Kilojoule Wärme führt.
Wenn bekannt ist, dass 4,18 Joule Wärme benötigt wird, um 1 Gramm Wasser zu erhitzen, müssen Sie die folgende Berechnung durchführen, um herauszufinden, wie viel Wasser mit 8400 Kilojoule erhitzt werden kann. Zuerst übersetzen wir Kilojoule in Joule: 1 Kilojoule = 1000 Joule. Dann entspricht 8400 Kilojoule 8400000 Joule. Indem wir die resultierende Zahl durch 4,18 Joule / g teilen, erhalten wir die Menge an Wasser, die mit 8400 Kilojoule Wärme erhitzt werden kann.
Welche Wärme wird bei der Verbrennung von 300 g Alkohol freigesetzt
Beim Verbrennen von 300 g Alkohol wird eine bestimmte Menge an Wärme freigesetzt. Diese Wärmemenge kann mit der chemischen Gleichung der Verbrennungsreaktion von Alkohol berechnet werden.
Gemäß der chemischen Gleichung wird bei der Verbrennung von 1 g Alkohol etwa 30 Kilojoule (KJ) Wärme erzeugt. Um also die Menge an Wärme zu berechnen, die bei der Verbrennung von 300 g Alkohol freigesetzt wird, müssen Sie die Anzahl der Gramm Alkohol mit der Anzahl der Kilojoule multiplizieren, die bei der Verbrennung von 1 g freigesetzt werden.
Die Berechnung erfolgt wie folgt:
- Wir legen die Masse des Alkohols fest (300 g).
- Stellen Sie den Proportionalitätskoeffizienten ein (30 KJ / g).
- Wir führen eine mathematische Operation durch (300 g * 30 kj / g).
- Wir erhalten das Ergebnis (9000 KJ).
Somit wird bei der Verbrennung von 300 g Alkohol etwa 9000 Kilojoule Wärme freigesetzt.
Sie können auch berechnen, wie viel Wasser mit dieser Wärmemenge erhitzt werden kann. Um dies zu tun, ist es notwendig, die Wärmekapazität des Wassers zu kennen. Die Wärmekapazität des Wassers beträgt etwa 4,18 kj/g∙°C.
Die Berechnung erfolgt wie folgt:
- Wir stellen die Anzahl der Kilojoule (9000 KJ) ein.
- Stellen Sie die Wärmekapazität des Wassers ein (4,18 kj/g∙ ° C).
- Wir führen eine mathematische Operation durch (9000 KJ / 4,18 KJ / g∙°C).
- Wir erhalten das Ergebnis (über 2152 g).
Somit kann bei der Verbrennung von 300 g Alkohol etwa 2152 g Wasser erhitzt werden.
Wie kann die Menge der freigesetzten Wärme berechnet werden
Um die Menge der freigesetzten Wärme bei der Verbrennung von 300 g Alkohol zu berechnen, muss die Verbrennungswärme berücksichtigt werden. Die Verbrennungswärme ist definiert als die Menge an Wärme, die bei vollständiger Oxidation einer Substanz freigesetzt wird.
Die Verbrennungswärme von Alkohol beträgt etwa 29,7 MJ / kg oder 29700 KJ / kg. Um das Gewicht von Alkohol in Berechnungen zu berücksichtigen, können Sie die Gleichung verwenden:
wobei Q die Menge der freigesetzten Wärme ist, m die Masse der Substanz, q die Verbrennungswärme der Substanz.
Wenn wir die Werte in die Formel einfügen, erhalten wir:
Q = 0,3 kg * 29,7 MJ/kg = 8,91 MJ
Somit wird bei der Verbrennung von 300 g Alkohol etwa 8,91 mj Wärme freigesetzt.
Als nächstes können Sie berechnen, wie viel Wasser mit dieser Wärme erhitzt werden kann. Dazu ist es notwendig, die Wärmekapazität des Wassers zu kennen.
Die Wärmekapazität des Wassers beträgt etwa 4,18 KJ·kg *°C. Sie können die Gleichung verwenden, um die Menge an erwärmtem Wasser zu berechnen:
wobei Q die Menge der freigesetzten Wärme ist, m die Masse der Substanz, c die Wärmekapazität der Substanz, ΔT die Temperaturänderung ist.
Indem Sie die Werte in die Formel einfügen, z. B. wenn sich die Temperatur um 10° C ändert:
Q = 8,91 MJ = m * 4,18 KJ/kg*°C * 10°C
Aus dieser Gleichung können Sie die Masse von Wasser finden:
m = Q / (c * ΔT) = 8,91 MJ / (4,18 KJ/kg*°C * 10°C·
So kann unter Verwendung der freigesetzten Verbrennungswärme von 300 g Alkohol etwa 213,35 kg Wasser um 10 ° C erhitzt werden.
Wie viel Wasser kann erhitzt werden
Um die Wassermenge zu bestimmen, die bei der Verbrennung von 300 g Alkohol erhitzt werden kann, ist es notwendig, die Verbrennungswärme des Alkohols zu kennen und die physikalischen Eigenschaften des Wassers zu berücksichtigen.
Die Verbrennungswärme von Alkohol ist die Menge an Wärme, die bei vollständiger Oxidation von 1 Gramm Alkohol freigesetzt wird. In diesem Fall ist es notwendig, die Verbrennungswärme von Alkohol und seine Molmasse zu kennen, um die Menge der freigesetzten Wärme bei der Verbrennung von 300 g Alkohol zu bestimmen.
Wenn die Menge der freigesetzten Wärme bekannt ist, können Sie eine Formel verwenden, um die Menge an Wärme zu berechnen, die von einer Substanz zur anderen übertragen werden kann:
wobei Q die Wärmemenge ist, m die Masse des Stoffes ist, c die spezifische Wärmekapazität des Stoffes ist, ΔT der Temperaturunterschied ist.
In diesem Fall fungiert Alkohol als eine Substanz und Wasser als eine andere Substanz. Die Wärmekapazität des Wassers beträgt 4.186 J/(g ·°C).
Wenn Sie die Menge der freigesetzten Wärme und die spezifische Wärmekapazität des Wassers kennen, können Sie die Menge an Wasser berechnen, die bei der Verbrennung von 300 g Alkohol erhitzt werden kann. Es ist zu beachten, dass ein Teil der Wärme verloren gehen kann, beispielsweise bei Abgasen.
Diese Wassermenge kann auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden, die auch von der ursprünglichen Wassertemperatur und der geschätzten Menge an freigesetzter Wärme abhängt.
Wie kann ich die Menge an Wasser berechnen, die erhitzt werden kann
Um die Wassermenge zu berechnen, die bei der Verbrennung von 300 g Alkohol erhitzt werden kann, ist es notwendig, die Verbrennungswärme des Alkohols zu kennen und den Wärmeverlust zu berücksichtigen.
Die Verbrennungswärme von Alkohol wird nach der Formel berechnet: q = m * ΔH, wobei q die freigesetzte Wärme (in Joule), m die Masse der Substanz (in Gramm) und ΔH die Verbrennungswärme (in Joule / g) ist.
Für Alkohol beträgt die Verbrennungswärme etwa 30,0 J / g.
Der Wärmeverlust bei der Verbrennung kann mit dem Verbrennungseffizienzfaktor berücksichtigt werden. Es ist normalerweise etwa 0,8, was bedeutet, dass nur 80% der Verbrennungswärme in die Erwärmung des Wassers übergeht.
Um also die Menge an Wasser zu berechnen, die erhitzt werden kann, ist es notwendig:
- Berechnen Sie die Verbrennungswärme von Alkohol: q = m * ΔH = 300 g * 30,0 j/g = 9000 J
- Wärmeverluste berücksichtigen: q' = q * Effizienz = 9000 J * 0,8 = 7200 J
- Wassermenge berechnen: q" = m' * c * ΔT, wobei q" die Wärmemenge (in Joule), m' die Wassermasse (in Gramm), c die spezifische Wärmekapazität des Wassers (in J/g·°C), ΔT die Temperaturänderung (in ° C) ist
Die spezifische Wärmekapazität des Wassers beträgt ungefähr 4,18 J·g * ° C.
Angenommen, wir möchten das Wasser um 10°C erhitzen:
- Berechnen Sie die Wassermasse: q" = m' * c * ΔT = 7200 J = m' * 4,18 J/g*°C * 10°C
- Aus diesem Ausdruck kann die Wassermasse ausgedrückt werden: m' = 7200 J / (4,18 J / g *°C * 10 ° C)
Wir erhalten, dass die Menge an Wasser, die um 10 ° C erhitzt werden kann, ungefähr 172 g beträgt.
So kann man beim Verbrennen von 300 g Alkohol etwa 172 g Wasser um 10 ° C erhitzen.
