- Lexikon
- Physik
- 3 Wärmelehre
- 3.1 Temperatur und Wärme
- 3.1.2 Wärme und Energie
- Verbrennungswärme
Verbrennungswärme
Physik
Klasse
10-Oberstufe
Zum Betrieb vieler Wärmequellen werden Brennstoffe wie Kohle, Holz, Erdgas oder Heizöl verbrannt. Auch beim Verbrennen von Benzin oder von Dieselkraftstoff in Motoren wird Wärme frei. Diese beim Verbrennen von Stoffen frei werdende Wärme wird als Verbrennungswärme bezeichnet.
Die Verbrennungswärme gibt an, wie viel Wärme abgegeben wird, wenn eine bestimmte Menge Brennstoff (Holz, Kohle, Benzin, ...) verbrannt wird.
| Formelzeichen: | Q |
| Einheit: | ein Joule ( 1 J) |
Die Verbrennungswärme ist umso größer,
- je größer die Menge (Masse) des verbrannten Stoffes ist und
- je größer sein Heizwert ist.
Bei festen Brennstoffen, z. B. Kohle, gibt man die Masse in der Regel in Kilogramm an. Bei flüssigen Brennstoffen, z. B. Benzin, ist Liter die gebräuchliche Einheit. Die Menge eines Gases wird meist in Kubikmeter angegeben, wobei man diesen Wert auf den Normzustand (Druck von 1013 mbar, Temperatur von 0 °C) bezieht.
Die Berechnung der Verbrennungswärme kann dann mit folgenden Gleichungen erfolgen:
Beim Verbrennen von Holz wird Wärme frei
Der Heizwert von Brennstoffen
Der Heizwert von Brennstoffen ist sehr unterschiedlich. Er gibt an, wie viel Wärme frei wird, wenn ein Kilogramm oder 1 Liter oder 1 Kubikmeter eines Stoffes vollständig verbrannt werden.
Der Heizwert hängt nicht nur von dem jeweiligen Stoff ab, sondern auch von dessen Zusammensetzung. Das Holz einer Eiche hat einen anderen Heizwert als das Holz einer Buche. Trockenes Holz gibt beim Verbrennen mehr Wärme ab als feuchtes Holz. Der Heizwert von Benzin hängt von dessen Qualität ab. Deshalb ist es üblich, für eine Reihe von Brennstoffen keinen bestimmten Heizwert, sondern ein Intervall anzugeben. In Bild 2 sind die Heizwerte einiger Stoffe zusammengestellt.
Verbrennungswärme aus energetischer und ökologischer Sicht
In den Brennstoffen ist chemische Energie gespeichert. Beim Verbrennen erfolgt eine Umwandlung in thermische Energie, die in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben wird.
Ziel bei technischen Anordnungen ist es, einen möglichst großen Teil dieser Wärme zu nutzen, z. B. zum Beheizen einer Wohnung, zum Kochen oder zum Erwärmen von Wasser und der Erzeugung von Wasserdampf in Kraftwerken. Ein erheblicher Teil der frei werdenden Wärme wird aber nutzlos an die Umgebung abgegeben, bei PKW-Motoren etwa 70 %. Darüber hinaus wird beim Verbrennen von Stoffen Kohlenstoffdioxid freigesetzt, was ein klimawirksames Gas ist.
Ziel muss es sein, die Umweltbelastung beim Verbrennen von Stoffen so klein wie möglich zu halten. Darüber hinaus gehören fast alle Brennstoffe zu den nicht erneuerbaren Energieträgern. Deshalb ist es unbedingt notwendig, rationell und verantwortungsbewusst mit Brennstoffen umzugehen.
Heizwert einiger Stoffe
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