2.1 Brandstoffen verbranden

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t
• Leerjaar 4

De verbrandingswarmte van biogas is 21 MJ/m3. Hoeveel verbrandingswarmte zit er in 12,5 m3 biogas?

1. 263 MJ
2. 263 kJ
3. 1,68 MJ
4. 1,68 kJ

2.1 Brandstoffen verbranden

• Je kunt benoemen dat de energie die in een brandstof zit chemische energie is.
• Je kunt de verbrandingswarmte berekenen die vrijkomt bij het verbranden van een hoeveelheid brandstof.
• Je kunt een reactieschema opstellen voor de volledige verbranding van een aardgas.
• Je kunt verschillen benoemen tussen volledige en onvolledige verbranding.
• Je kunt beschrijven hoe je met een gasbrander werkt.
• + Je kunt beschrijven welke voordelen en nadelen er zijn bij het gebruik van aardgas uit de bodem onder Groningen.

Verbrandingswarmte

• Er zijn verschillende soorten brandstoffen: vaste brandstoffen zoals hout, vloeibare zoals stookolie en gasvormige zoals aardgas. 
• Een brandstof bevat chemische energie. Die energie kun je omzetten in warmte door de brandstof te verbranden.
• Elke brandstof heeft zijn eigen verbrandingswarmte. Dat is de hoeveelheid warmte die een bepaalde hoeveelheid brandstof kan leveren. De verbrandingswarmte van aardgas is bijvoorbeeld 32 MJ/m3. Dat betekent dat er 32 miljoen joule warmte vrijkomt als je 1 kubieke meter aardgas verbrandt.

Verbrandings

warmte

• Voor de verbrandingswarmte worden verschillende eenheden gebruikt. De verbrandingswarmte van vaste brandstoffen meet je in megajoule per kg (MJ/kg), die van vloeistoffen in megajoule per liter (MJ/L) en die van gassen in megajoule per kubieke meter (MJ/m3). 

Verbrandingswarmte is

1. De hoeveelheid warmte Q die vrij komt per kg
2. Hoeveelheid water die vrijkomt bij warmte
3. Hoe warmte stroomt door de kamer
4. De verbranding van warmte

Wat is de verbrandingswarmte van hout

1. 16 000 J/g
2. 29 000 J/g
3. 16 000 J.g
4. 29 000 J.g

Zoek op in BINAS tabel 19:
Wat is de verbrandingswarmte van benzine?

Aardgas verbranden

• Aardgas is een mengsel van verschillende gassen. De belangrijkste bestanddelen zijn methaan (circa 80%) en stikstof (circa 14%).
• Als je aardgas mengt met lucht en aansteekt, verbrandt het methaan in het aardgas De stikstof reageert niet. Als de hoeveelheid lucht groot genoeg is, verbrandt het methaan volledig. Daarbij ontstaan koolstofdioxide en waterdamp. 
• Het reactieschema is: methaan + zuurstof → koolstofdioxide + water
• Koolstofdioxide en waterdamp zie en ruik je niet. Je kunt deze gassen aantonen met behulp van kalkwater en wit kopersulfaat. Kalkwater ziet eruit als gewoon water, maar het wordt troebel als je er koolstofdioxidegas doorheen leidt. Wit kopersulfaat kleurt blauw als het in contact komt met waterdamp.

Een gas kachel verbruikt in een maand 42 m3 gas.
Hoeveel verbrandingswarmte komt hierbij vrij.
(de verbrandingswarmte van aardgas is 32 MJ/m3 )

Volledige en Onvolledige verbranding

• Bij volledige verbranding is er genoeg zuurstof
• Bij onvolledige verbranding is er te weinig zuurstof

• Bij onvolledige verbranding ontstaat roet.

Onvolledige verbranding

Volledige verbranding

 - koolstofdioxide

onvolledige verbranding

- koolstofmonooxide

• giftig 
• geurloos
• kleurloos

Voll

Volledige verbranding

Onvolledige verbranding

Bij een onvolledige verbranding
is er te weinig zuurstof.

Volledige verbranding

1. brandstof + zuurstof --> koolstofmonoxide + water
2. brandstof + koolstofdioxide--> zuurstof + water
3. zuurstof + brandstof --> water + koolstofdioxide
4. brandstof + zuurstof --> koolstofdioxide + roet

Wat is een gevaar bij onvolledige verbranding?

1. Koolstofdioxide
2. Koolstofmonoxide
3. Stikstofdioxide
4. Stikstofmonoxide

Wat is een voorbeeld van een onvolledige verbranding

1. 
2. 
3. 
4. 

Wat is waar over volledige verbranding?

1. Een gele vlam betekent volledige verbranding
2. Bij volledige verbranding kan koolstofmonoxide vrijkomen
3. Een vlam met volledige verbranding maakt geen roet
4. Volledige verbranding bestaat helemaal niet

In sommige gevallen krijg je een onvolledige verbranding.
Wanneer krijg je een onvolledige verbranding?

1. Als de temperatuur te laag is.
2. Als er te weinig brandstof is.
3. Als er te weinig warmte kan ontsnappen.
4. Als er te weinig zuurstof is.