Thermodynamik

Dieses Thema im Forum "fachrichtungsübergreifende Fächer" wurde erstellt von Lala1234, 13 Feb. 2018.

  1. Hallo zusammen,

    könnte mir jemand weiterhelfen...
    Ich soll berechnen welche Temperaturerhöhung (delta T) beim abbrennen/oxidieren von 1 g Kohlenstoff entsteht.



    Freue mich über Tips/Rückmeldungen
     
  2. Da schau doch mal in einer Tabelle, wie hoch die Reaktionsenergie pro Mol ist und dann bräuchten wir noch die vollständige Fragestellung, denn wenn das Kohlenstoffgramm abgebrannt ist, ist es nicht mehr da und dann erübrigt sich auch die Berechnung, wie warm es geworden wäre ...
     
  3. Ja, das Formulieren einer vollständigen und zielgerichteten Fragestellung ist ein Problem,
    woran´s hier im Forum leider sehr oft krankt.
     
    pleindespoir gefällt das.
  4. Nicht nur hier im Forum.
    Das ist eher eine Entwicklung der Netzkultur.
    In einigen Foren liefern die Beantworter oft Minuten nach dem Hochladen der Aufgabenfragmente bereits die komplette Antwort, weil man nach zwei Jahren Forumpraxis eigentlich schon alle üblichen Fragen kennt.
    Inzwischen sind die SchülerInnen oft kaum mehr imstande, eine vollständige Aufgabenstellung fehlerfrei abzuschreiben, weil "hey google mach foto und poste in forum" bereits genügt, um die Hausaufgabe in wenigen Minuten zu erhalten.
     
  5. Hallo,

    Die Reaktionsenergie beträgt 393 kJ/mol

    Eine vollständige Fragestellung gibt es nicht... ich müsste „nur“ wissen was die exothermie durch die Reaktion mit Sauerstoff für eine Temperaturerhöhung verursacht
     
  6. Dann müssten wir die Wärmeenergie der Edukte nehmen und zu der Reaktionsenergie addieren.
    Diese Summe dann auf das Produkt der Verbrennung "verteilen".
    Das erste Problem ist dabei bereits, dass wir nicht wissen, ob Graphit oder Diamant verbrannt werden soll.
     
  7. Zur Vereinfachung kann man von elementarem Kohlenstoff ausgehen
     
  8. Die weitere Vereinfachung wäre nach meinem Vorschlag, die potentielle Wärmeenergie der Edukte und des Produkts zu vernachlässigen. Dnnn schauen wir zuerst mal die Rektionsgleichung an:
    C+O2=>CO2
    aus einem Mol C entsteht also ein Mol CO2
    1 Mol C hat die Masse 12g (gerundet) und 1 Mol CO2 hat die Masse 12g+2x16g
    Nun bräuchten wir noch die spezifische Wärmekapazität von CO2 (Tabellenwert) ...
    Kommst Du damit weiter?
     
  9. Hallo,
    spefi, Wärmekapazität 1,155

    Ist dann die Aussage richtig, das 1g C mit 32/12 g O2 reagieren?

    Leider fehlt mir jeglicher Ansatz das zu rechnen...
     
  10. 1 Mol = 12 g C reagieren mit 1 Mol O2 = 32 g zu 1 Mol CO2 = 44g.
    Dann reagiert 1 g C mit ... zu ...

    Sollte zu schaffen sein, nicht?
     
  11. Natürlich:

    1g C + 32/12 O2 ==> 44/12 CO2

    Ich weis aber nicht wie ich damit auf die Temperaturerhöhung kommen soll, beziehungsweise welche Formel ich dafür verwenden soll
     
  12. Bevor du nichtmal weißt, wieviel wovon zu wieviel von was reagiert,
    brauchst du an die Temperaturerhöhung gar nicht denken:
    Also nochmal:
    12 g C reagieren mit 32 g O2 zu 44 g CO2
    1 g C reagieren mit ........ g O2 zu ...... g CO2
     
  13. Ich dachte ich rechne die neue Molmenge aus und nimm diese Menge als neuen Faktor. 1g C / 12 g/mol = 1/12 mol
    ===> 1/12* 12 g C + 1/12* 32g O2 = 1/12* 44g CO2

    Sorry wenn ich das Thema nicht richtig verstanden habe
     
  14. Ein Mol Kohlenstoff setzt bei vollständiger Verbrennung 393 kJ frei (Wert übernommen - nicht kontrolliert)
    1g also 32,75kJ
    Ein Mol CO2 hat die Masse 44g. Ein Zwölftel davon sind 3,667 g
    Jetzt spezifische Wärmekapazität, zugeführte Energie und Stoffmasse richtig in die entsprechende Gleichung einsetzen und nach der Temperatur auflösen ...
     
  15. Hallo,
    Danke erstmal.

    Hab ich gemacht, dann komme ich aber auf eine utopisch hohe Temperaturerhöhungen... ca 12.000k
     
  16. Einheit ?
    Quelle?
    Bedingungen?
     
  17. Ich rechne:

    32750 J/mol x 1/12 = Q

    delta T = Q/ (44/12 x 0,001) x cp
     
  18. www.specialtygases.de/infothek/Physikalische_Daten/Kohlendioxid.pdf
    www.schweizer-fn.de/stoff/wkapazitaet/wkapazitaet_gase.php

    Du siehst, dass es für cp unterschiedliche Werte gibt - keiner stimmt mit dem überein, den Du verwendet hast.
    Dazukommt, dass weitere Effekte auftreten - bei konstantem Druck findet eine Volumenausdehung statt, die wiederum zur Reduktion der Temperatur führt. Bei konstantem Volumen entsteht ein extremer Druck (und zusätzliche Temperaturerhöhung), der die praktische Durchführung des Versuchs zu einem Himmelfahrtskommando werden lassen würde.

    Weiterhin ist cp bei starken Temperaturänderungen (und unterschiedlichen starken Druckveränderungen) nicht mehr konstant - es gibt da eine Reihe von Korrekturfaktoren höherer Polynome, die die Berechnung mit den üblichen vereinfachten linearen "Dreisatzformeln" komplett unmöglich machen.

    Wie bereits zu Beginn erwähnt, ist die Aufgabenstellung unvollständig - keine Angaben über Niveau der Anfordrungen ( 6. Klasse Realschule oder Masterthesis/Promotion) und von welchen Randbedingungen überhaupt auszugehen ist (Starttemperatur, Druck oder Volumen konstant) u.v.a.m.

    In der simplesten Interpretationsweise (wie heiß wird der Kohlenstoff, wenn er nicht verbrennen würde, nachdem er verbrannt ist) wäre die "Aufgabe" leicht zu berechnen, aber auch leicht schwachsinnig. Ich schließe trotzdem nicht aus, dass euer hochqualifizierter Fachpädagoge das so berechnet haben möchte.

    Ich hoffe, dass Du mir nicht böse bist, dass ich Dich ein wenig durch den Dschungel der Physik habe irren lassen ...
     
  19. wo kommt der Wert jetzt her ?
    Jetzt kein Zahlenwert und immernoch keine Einheit !!!
     
  20. Erstmal bin ich sehr froh, dass sich jemand meinem Problem annimmt!

    Ehrlich gesagt weis ich nicht was ich machen soll, da es auch keine Aufgabenstellung gibt. Professor will wissen, wie viel sich die Temperatur in einem DPF erhöht, wenn 1 Gramm C vollständig abbrennt.

    Die Lösing soll wohl ca 100 K sein...
     

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