P2 Brandstoffen verbranden

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 3

P2 Brandstoffen verbranden

Leerdoelen

• Voorbeelden van chemische energie warmtebronnen
• Berekeningen met verbrandingswarmte van een brandstof
• Volledige verbranding van aardgas (methaan)
• Onvolledige verbranding
• gasbrander instellen
• Van Celsius naar Kelvin en v.v.
• Winnen van aardgas en distributie
  

Wat weet je al

Warmte

chemische energie

energie

P2 Verbrandingswarmte

Verbrandingswarmte:  warmte ontstaan door verbranden van stoffen  (= chemische energie)

Verbrandingswarmte is een stofeigenschap

Voorbeeld: Aardgas heeft verbrandingswarmte van 32 MJ/m3

Dus 1 m3 aardgas lever 32 000 000 J aan energie op

Bij vaste stoffen is dat MJ/kg 

P2 Rekenen met Verbrandingswarmte

Hoeveel aardgas moet je verbranden om 3 MJ warmte te krijgen 

verbrandingswarmte aardgas = 32 MJ/m3 

                                  ---- :32  --->      ---- x 3  ---->

warmte (MJ)      32                         1                     3         

Volume (m3)       1                 (een getal)           0,0937

                                  ---- :32 --->        ---- x 3 ---->

Samenstelling Aardgas

82 % methaan, 14 % stikstof, 0,05 % thiolaan (geurstof), en nog wat andere stoffen waaronder koolstofdioxide en hogere alkanen (ethaan, propaan etc)

Volledige verbranding

de volledige verbranding van aardgas betekend een verbranding in aanwezigheid van voldoende zuurstof

Reactie schema in woorden

Aardgas + Zuurstof  --->  Koolstofdioxide + Water

In formule

CH4  +  O2        ---->  CO2  + H2O

Onvolledige verbranding

de onvolledige verbranding van aardgas betekend een verbranding in aanwezigheid van onvoldoende zuurstof

Reactie schema in woorden

Aardgas + Zuurstof  --->  Koolstofdioxide + Water + Koolmonoxide + Koolstof

In formule

CH4  +  O2        ---->  CO2  + H2O + CO  + C

Koolmonoxide

Koolmonoxide is een giftig en zeer brandbaar gas

Koolmonoxide heeft geen geur

Koolmonoxide heeft geen kleur

Koolmonoxide bindt zich 275 x zo sterk aan bloed dan zuurstof dat doet

Koolmonoxide is dodelijk

Gele vlam in gastoestel = vorming van C en CO

Van Celsius naar Kelvin

Schaalverdeling is hetzelfde

Beginpunt is anders 

Kelvin begint bij 0,  Celsius begint bij - 273

Graden Celsius  + 273    => Kelvin

Kelvin  - 273     => Graden Celsius

273 graden Kelvin =

1. 546 graden Celsius
2. 0 graden Celsius
3. 20 graden Celsius
4. 273 graden Celsius

273 graden Celsius =

1. 546 graden Kelvin
2. 0 graden Kelvin
3. 20 graden Kelvin
4. 273 graden Kelvin

Kan er ijzer worden gesmolten in een vlam van 1500 graden celsius
(gebruik je BINAS)

1. Ja
2. Nee

Uitleg

Binas geeft aan: Smeltpunt van ijzer = 1808 K

1808 K is omgerekend naar Celsius 1808 - 273 = 1535 graden Celsius

De vlam kan 1500 graden Celsius halen en dat is niet hoog genoeg

of

1500 graden celsius (van de vlam) is omgereken 1500 + 273 = 1773 K

Het smeltpunt van ijzer (1808 K) ligt hoger dus het smelt niet

Opdrachten

Hoofdstuk 6 Paragraaf 2