Wirkungsgrad - E10 & n-Heptan in einem Versuch bestimmen?
Also.... Ich habe bereits eine ähnliche Frage gestellt, doch ganz verstanden habe ich das ganze noch nicht :)
Folgender Versuch wurde durchgeführt:
Eisenwolle wurde einmal mit E10 und einmal mit n-Heptan angezündet. Darüber war jeweils ein Reagenzglas mit Wasser und gemessen wurde die Temperaturdifferenz.
Bei beiden malen ist die Temperatur von 20°C auf ca. 30°C gestiegen (genauere Daten sind nicht vorhanden)
Jetzt ist die Aufgabe zu erklären in welchem der beiden Versuche der Wirkungsgrad höher ist.
Auf Nachfrage wurde weiter erklärt:
Im Protokoll soll notiert werden, dass bei dem Versuch der selbe Temperaturunterschied zu messen war. Weiter muss aber beschrieben werden, wie es im Normalfall wäre.
Ich habe schon gelesen, dass der Unterschied nur minimal wäre und deshalb nur mit einem Kalorimeter zu messen wäre?
Also muss einer der beiden Stoffe einen höheren Wirkungsgrad haben.?
Wieso ist der Wirkungsgrad bei einer der Flüssigkeiten höher/niedriger. (Erklärung)
Eigentlich sollte der Versuch mit Benzin durchgeführt werden, aber das war leer. Mein Ansatz wäre gewesen, dass es vielleicht an dem Ethanol Anteil liegt? Da E10 einen höheren (Bio-)Ethanol Anteil hat, als bspw. E5.
Hängt das damit zusammen? Und wie ist es in dem Versuch mit n-Heptan statt Benzin?
2 Antworten
Hallo, also was ich dir dazusagen kann ist das Zündunwilligkeit von der Oktanzahl abhängig ist,Bei Heptan wären es 0
Der Wirkungsgrad hängt in sofern damit zusammen, da die Erhöhung der Oktanzahl wie in deinem Versuch zu einer höheren Leistung bzw Wirkungsgrad eines Motors führt. Dazu kannst du dir mal den folgenden link anschauen
https://www.energie-lexikon.info/klopffestigkeit.html
Ergänzung zur Verbrennung von Heptan aus einem Versuchsprotokoll
Es lässt sich eine Abhängigkeit der
Brennbarkeit von der Kettenlänge feststellen.
Heptan hat mit sieben Kohlenstoffatomen die
kürzeste Kette, Petroleumbenzin besteht aus
einem Gemisch von Alkanen mit einer Kettenlänge von 8-12 Kohlenstoffatome und Paraffinöl aus
Alkanen mit einer Kettelänge von 14-30 Kohlenstoffatome. Mit steigender Kettenlänge bilden sich
stärkere van-der-Waals-Kräfte aus, da eine längereKette eine höhere Kontaktfläche als eine kleine
Kette hat. Aus diesem Grund haben Alkane mit einer längeren Kettenlänge eine höhere
Siedetemperatur (Heptan 98 °C, Petroleumbenzin 140-180 °C, Paraffinöl ca. 250 °C), sie sind also
schwerer in die Gasphase zu überführen, weshalb sie schwerer entzündlich sind. Aus diesem
Grund muss das Paraffin mit dem Gasbrenner erhitzt werden, dass es gasförmig und damit
brennbar wird. Je länger also die Kohlenstoffkette ist, desto höher ist die Siedetemperatur.
Außerdem verbrennen Alkane mit längeren Ketten unvollständiger, sodass Ruß zurückbleibt, weil
der Massenanteil von Kohlenstoff gegenüber dem von Wasserstoff steigt und mehr Sauerstoff
benötigt würde, um alle Kohlenstoffatome zu oxidieren. Folgende Reaktionsgleichung ist Beispiel
für die Verbrennung von Heptan:
2 C7H16 (l) + 22 O2 → 14 CO2 (g) + 16 H2O(g)
Die van-der-Waals-Kräfte, die erst in der Oberstufe thematisiert werden, können didaktisch
reduziert werden, indem sie als temporäre Ladung, die infolge von Zusammenstößen entsteht,
erklärt werden.
Entsorgung:
Die Reste der organischen Lösungsmittel können im Abfall für organische Lösungsmittel entsorgt
Hoffe das es dir weiterhilft, sonst einfach noch mal nachfragen wenn dir was unklar ist
Zunächst mal spricht mal bei der erzeugten Wärme von Reaktionsenthalpie (oder schlicht von Wärme), nicht von Wirkungsgrad. Ein Wirkungsgrad ist das Verhältnis von erzeugter Wunschenergie (Bewegung, Elektrizität) zur Reaktionsenergie; Wärme is da Abfall und gehört gerade nicht zum Wirkungsgrad.
Zu deinem Versuch. Du schreibst so einiges nicht. Zum Beispiel sind Mengen und Maßeinheiten unbekannt; man kann nur vermuten dass es 1. gleiche und 2. Massen sind, vielleicht auch Volumina. Wie das Reagenzglas "über" der Flamme ist, beschreibst du auch nicht, ich vermute mal luftdicht in einem Deckel. Dass die Gefäße und die Reagenzgläser samt Wassermenge gleich sind, kann man auch nur vermuten. Oder ob die Eisenwolle mit verglüht ist. All sowas gehört in ein Protokoll und eine Frage zum Versuch.
So kann ich nur vermuten, dass die Reaktionsenthalpie gleicher Massen von E10 und n-Heptan verglichen werden sollten. Und bei der Messgenauigkeit und ohne die fehlenden Angaben kann man nur vermuten, was man ohnehin schon weiß, dass sie sich nicht sehr stark unterscheiden. Nachsehen könnte ich die Werte natürlich, aber das kannst du auch.
Und natürlich hat Ethanol eine geringere Verbrennungenthalpie als Kohlenwasserstoff, weil das enthaltene O-Atom nicht verbrennen kann. Oder weil eines der C-Atome schon teilweise oxidiert ist.
P.S: mit "Reaktion" meine ich immer die vollständige Verbrennung.
Ich würde gerne mehr über den Versuch beschreiben, jedoch sind mehr Informationen nicht gegeben. Das sind alle Informationen, die ich zu dem Versuch erhalten habe... ^^
Aber das was "abcdefghi159689" geschrieben hat ist doch vermutlich die richtige Erklärung, oder nicht?
Seine Antwort geht auf vieles ein, was für den Versuch unwichtig ist und erst später drankommt, wenn überhaupt. Oder er hat einfach besser geraten. Dass n-Heptan vermutlich die höhere Verbrennungswärme hat, schrieb ich auch.
Mit deinen Informationen ist die Aufgabe komplett sinnlos. Schreib einfach, dass sie unlösbar ist, mit Gruß von mir. Wenn sie trotzdem gewertet wird, mach Ärger.
Habe ja oben geschrieben, dass ich schon eine ähnliche Frage gestellt hatte. Dort kamen wir auch zu dem Entschluss, dass die Aufgabe dezent unnötig ist. ^^
Irgendwie merkwürdig....
Ich hatte deine andere Frage auch gelesen. Aber schon da fiel mir nichts rechtes ein. Die Formulierung "dezent unnötig" merke ich mir.
Das würde dann bedeuten, dass hier E10 einen höheren Wirkungsgrad hat, oder?