Wie viel Alkohol muss verbrannt werden, um 2 kg zu erhitzen: Berechnung der Verbrennungsenergie von Alkohol

Die Verbrennung von Alkohol ist einer der bekanntesten und am weitesten verbreiteten physikalischen Prozesse. Zu lernen, die Verbrennungsenergie von Alkohol zu berechnen, ist eine Aufgabe, die von mehr als einer Generation von Schülern in der Schule gelöst wird.

Alkohol (Ethanol) ist eine organische Chemikalie, die in verschiedenen Bereichen unseres Lebens verwendet wird. Während der Verbrennung gibt es Energie in Form von Wärme und Licht frei. Die Berechnung der Verbrennungsenergie von Alkohol ermöglicht es Ihnen zu bestimmen, wie viel Wärme bei der Verbrennung einer bestimmten Menge dieser Substanz freigesetzt wird.

Um die Verbrennungsenergie von Alkohol zu berechnen, müssen Sie seine Formel (C2H5OH) kennen und die entsprechenden chemischen Gleichungen verwenden können. Gemäß der Gleichung der Alkoholverbrennungsreaktion:

C2H5ON + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

es ist bekannt, dass jeder Mol Alkohol beim Verbrennen 2 Mol Kohlendioxid und 3 Mol Wasser bildet. Um die Verbrennungsenergie von Alkohol zu berechnen, ist es notwendig, seine Molmasse zu kennen, die 46 g / mol entspricht.

Wie viel Energie wird beim Verbrennen von Alkohol freigesetzt?

Der Alkohol verbrennt unter Freisetzung von Wärme, wodurch er als Energiequelle verwendet werden kann. Die Verbrennungsenergie von Alkohol wird nach der Formel berechnet:

Verbrennungsenergie = Gewicht des Alkohols x spezifische Verbrennungswärme

Die spezifische Verbrennungswärme ist die Menge an Wärme, die bei der Verbrennung einer Einheit einer Substanz freigesetzt wird. Bei Ethylalkohol beträgt die spezifische Verbrennungswärme etwa 30 MJ / kg (Megajoule pro Kilogramm).

Nehmen wir an, wir haben 2 kg Alkohol. Ersetzen Sie die Werte in die Formel:

Verbrennungsenergie = 2 kg x 30 MJ/kg = 60 MJ

Somit werden beim Verbrennen von 2 kg Alkohol etwa 60 Megajoule Energie freigesetzt.

Berechnung der Verbrennungsenergie von Alkohol

Um die Verbrennungsenergie von Alkohol zu berechnen, müssen Sie die Verbrennungsenthalpie dieser Substanz kennen, dh die Menge an Energie, die bei vollständiger Verbrennung von 1 Mol der Substanz freigesetzt oder absorbiert wird.

Alkohol (Ethanol) hat die chemische Formel C₂H₅OH. Seine Verbrennungsenthalpie beträgt etwa 1360 KJ / mol.

Um die Verbrennungsenergie von Alkohol zu berechnen, muss die Menge an Substanz berücksichtigt werden. Wenn die Masse des Alkohols bekannt ist, können Sie die Molmasse verwenden, um die Masse in die Menge der Substanz umzuwandeln.

Nehmen wir an, wir müssen 2 kg Alkohol erhitzen. Dies ist ungefähr 22 mol Alkohol, vorausgesetzt, die Molmasse des Alkohols beträgt etwa 46 g / mol.

Jetzt können Sie die Verbrennungsenergie von Alkohol unter Berücksichtigung der Menge an Substanz berechnen:

Alkoholverbrennungsenergie = Alkoholverbrennungsenthalpie × Menge der Substanz

Verbrennungsenergie von Alkohol = 1360 KJ / mol × 22 mol = 29920 KJ.

Somit wird zum Erhitzen von 2 kg Alkohol etwa 29920 KJ der Energie benötigt, die durch die Verbrennung freigesetzt wird.

Beachten Sie, dass die Berechnungen in diesem Artikel auf ungefähren Zahlen basieren und nur zu Informationszwecken dienen. Die tatsächlichen Werte können leicht variieren.

Welche Temperatur kann durch Verbrennen von Alkohol erhitzt werden?

Um die Temperatur zu berechnen, die durch die Verbrennung von Alkohol erhitzt werden kann, müssen die Verbrennungsenergie des Alkohols und die Masse der zu erhitzenden Substanz berücksichtigt werden. Jeder Maulwurf von Alkohol kann beim Verbrennen eine bestimmte Menge an Energie freisetzen. Die Dichte von Ethylalkohol beträgt ungefähr 0,79 g / ml.

Zur Berechnung verwenden wir die folgende Formel:

Verbrennungsenergie = Molmasse * Verbrennungsenergie * Anzahl der Molen

Wenn die Menge an Alkoholmasse bekannt ist, die verbrannt werden muss, finden wir die Anzahl der Motten:

Anzahl der Molen = Masse / Molmasse

Unter Verwendung des resultierenden Wertes der Anzahl der Motten können wir die Verbrennungsenergie berechnen:

Verbrennungsenergie = Molmasse * Verbrennungsenergie * (Masse / Molmasse)

Wenn wir die Verbrennungsenergie und die Masse der zu erhitzenden Substanz kennen, können wir die Temperaturänderung mithilfe der Gleichung des thermischen Gleichgewichts finden:

Temperaturänderung = Verbrennungsenergie / (Masse * Wärmekapazität)

Indem wir den Wert der Masse und der Verbrennungsenergie in der Gleichung des thermischen Gleichgewichts festlegen, können wir die Temperatur berechnen, die erhitzt werden kann:

Temperatur = Anfangstemperatur + Temperaturänderung

Wenn wir also die Verbrennungsenergie von Alkohol und die Masse der zu erhitzenden Substanz kennen, können wir die Temperatur berechnen, die bei der Verbrennung von Alkohol erreicht werden kann.