Rechner für Verbrennungswärme

Verbrennungswärme ist die thermische Energie, die bei der vollständigen Verbrennung eines Stoffes in Sauerstoff frei wird. In der Chemie wird sie meist pro Gramm oder pro Mol Brennstoff angegeben. So lassen sich Stoffe auf Massen- und Molekülbasis vergleichen. Bei einem einfachen kalorimetrischen Schulversuch erwärmt brennender Brennstoff eine bekannte Wassermasse. Der Temperaturanstieg des Wassers ermöglicht eine Abschätzung der aus der Reaktion übertragenen Energie. Der Rechner bestimmt zunächst q = m mal c mal delta T. Die Wassermasse m wird in Gramm eingegeben, die spezifische Wärmekapazität c ist auf 4.184 Joule pro Gramm und Grad Celsius festgelegt, und delta T ist der gemessene Temperaturanstieg. Division von q durch 1000 wandelt Joule in Kilojoule um. Teilt man diese Energie durch die verbrannte Brennstoffmasse, erhält man Kilojoule pro Gramm. Die Multiplikation mit der molaren Masse ergibt Kilojoule pro Mol. Verbrennung ist exotherm, daher führen thermodynamische Tabellen die Verbrennungsenthalpie gewöhnlich mit negativem Vorzeichen auf. Dieses zeigt an, dass das reagierende System Wärme an die Umgebung abgibt. Der Rechner zeigt den positiven Betrag der freigesetzten Energie, wie es bei Angaben zum Energiegehalt von Brennstoffen üblich ist. Verwenden Sie in einer formalen thermochemischen Gleichung das konventionelle negative Vorzeichen für die molare Enthalpie einer exothermen Verbrennung. Ein einfacher Versuch mit offener Flamme erfasst selten die gesamte freigesetzte Energie. Wärme kann statt des Wassers den Brenner, das Gefäß, das Thermometer und die Umgebungsluft erwärmen. Brennstoff kann verdampfen oder unvollständig verbrennen, Ruß kann entstehen, und die angenommene Wärmekapazität kann das Kalorimeter selbst außer Acht lassen. Solche Verluste führen meist zu Messwerten unter dem Referenzwert. Ein Bombenkalorimeter verringert viele dieser Fehler durch ein geschlossenes Gefäß und eine kalibrierte Gesamtwärmekapazität. Für eine zuverlässige Messung wiegen Sie den Brenner vor und nach der Verbrennung, rühren das Wasser vorsichtig um, erfassen Temperaturen einheitlich, schützen den Aufbau vor Zugluft und wiederholen den Versuch. Nutzen Sie den tatsächlichen Massenverlust des Brennstoffs statt seiner Anfangsmasse. Dieser Lernrechner eignet sich zum Brennstoffvergleich und zur Kontrolle von Laborrechnungen. Präzise thermodynamische Arbeit erfordert jedoch kalibrierte Geräte, Unsicherheitsanalysen und Standardzustandskorrekturen.