Studie van de verbrandingsvergelijking voor de volledige verbranding van een koolwaterstof toegepast bij motorverontreiniging.

Meer informatie gebruiksaanwijzing: forum bij verbranding

Uitgegaan van de algemene formule van volledige verbranding van alkanen:

CnH(2n+2) + (3n+1)/2*(O2+3.76N2) –> nCO2 + (n+1)H2O+(3n+1)/2*3.76N2

1) Volumestudie van de volledige verbrandingsvergelijking:

Gezien de uitlaatgassen in CNPT.
1 25 mol gas = L
Laten we het hebben over de verbranding van één mol CnH-brandstof (2n + 2)

De vorige vergelijking geeft ons daarom de uitlaat:
25n L CO2
25 (n + 1) L H2O
25 (3n 1 +) / 2 3.76 * L N2

Een totaal van 25n 25 + (n + 1) + 25 (3n 1 +) / * 2 3.76 25 = (7.64n 2.88 +) = n + 191 72 L-gas.

Opmerking: Voor n = 0 komt de 72 L overeen met het mol H2O en met de 1.88 mol N2 als gevolg van de verbranding van zuivere waterstof.

Voor een gegeven alkaan zodat we respectievelijk:

25n / (191n 72 +)% van CO2
25 (n + 1) / (191n 72 +)% van H2O
(25(3n+1)/2*3.76)/(191n+72) % de N2

Een deling door 25 vereenvoudigen formules.

Dit geldt in het geval van volledige verbranding (geen vorming van CO of deeltjes) en ideaal (geen vorming van Nox)

2) Massastudie van de volledige verbrandingsvergelijking:

Laten we de massale afwijzingen van de volledige vergelijking bestuderen.

[CO2]=12+2*16=44 g/mol
[H2O] = 2 1 * + = 16 18 g / mol
[N2] = 2 14 * = 28g / mol

De berekening op de N2 is nutteloos in het geval van een ideale verbranding (geen vorming van Nox) aangezien dit element niet ingrijpt, het is een inert gas.

dus de respectievelijke massa zou zijn:
voor CO2: 44n
voor H2O: 18 (n + 1)

Toepassing op benzine (puur octaan). n = 8
[C8H18] = 8 12 * + = 18 1 114 * g / mol.
De massa CO2 die vrijkomt per mol verbruikt octaan is: 44 * 8 = 352 g.
De massa H2O die vrijkomt per mol verbruikt octaan is: 18 (8 + 1) = 162 g.
De verhouding tussen het benzineverbruik en de CO2-uitstoot is 352/114 = 3.09

Aangezien de volume-eenheid vaker voorkomt als het over brandstof gaat, verdient het de voorkeur om deze verhouding om te rekenen naar gram CO2 per liter verbruikte benzine.

Wetende dat de dichtheid van benzine 0.74 kg / l is en dat 1 gram verbrande benzine 3.09 gram CO2 afwijst, komt het neer op: 0.74 * 3.09 = 2.28 kg CO2 per liter verbrande benzine.

Deze 2.28 kg nemen een volume in van 2280/44 * 25 = 1295 L CO2 die vrijkomt per liter verbruikte benzine.

Evenzo voor H2O: de verhouding tussen het benzineverbruik en de CO2-uitstoot is 162/114 = 1.42
vandaar: 0.74 * 1.42 = 1.05 kg H2O per liter verbrande benzine.

Conclusie

Een auto die 1 liter benzine verbruikt, stoot dus iets meer dan een kilo water en 2.3 kg CO2 uit.

Het water zal direct of in de vorm van een wolk vrij snel condenseren en vrij snel weer in vloeibare vorm terugvallen (want we mogen niet vergeten dat waterdamp een heel goed broeikasgas is, veel "krachtiger" dan water. CO2), dit is niet het geval bij CO2 dat een levensduur heeft van ongeveer 100 jaar.

Voor andere brandstoffen vervangt u gewoon de n door de gebruikte brandstof. Gasolie bestaat bijvoorbeeld uit alkanen met een n variërend tussen 12 en 22. Het zou ook interessant zijn om de CO2-uitstoot te berekenen ten opzichte van de energie die een bepaalde brandstof levert. Dit kan het onderwerp zijn van een andere pagina.

Hoe dan ook, er volgt een artikel met de studie van onvolledige verbranding (creatie van CO) en niet-ideaal (creatie van Nox)