Dijkstra3006
29.02.2020, 11:55
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?

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Antwort
von verreisterNutzer
29.02.2020, 12:07

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

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