Brennwert und Heizwert: Übungen – Chemie Leistungskurs

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Übungsaufgaben

Dreißig Aufgaben, bunt gemischt — zum Klicken, Ziehen, Zuordnen, Rechnen und Knobeln. Jede Übung gibt Ihnen sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen Ihnen die gestuften Tipps. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II heißt selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III heißt begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Mix verbindet Wissen aus mehreren Unterkapiteln, Trick warnt: Hier steckt eine Falle drin. Der Balken oben zeigt Ihnen, wie viele der 30 Aufgaben Sie schon gelöst haben.

Brennwerte berechnen

AFB I

Berechnen Sie die fehlenden Werte mit \(H_s = \lvert\Delta_cH\rvert / M\) (Ergebnis in \(\mathrm{MJ\,kg^{-1}}\), Wasser flüssig). Rechnen Sie mit \(\mathrm{kJ\,g^{-1}}\).

Alle Felder ausfüllen, dann gemeinsam prüfen.

Methan: |ΔcH| = 890,3 kJ/mol, M = 16,04 g/mol: Hs = MJ/kg. Ethanol: 1367 kJ/mol, M = 46,07 g/mol: Hs = MJ/kg. Wasserstoff: 285,8 kJ/mol, M = 2,016 g/mol: Hs = MJ/kg. Ein Treibstoff mit Hs = 47,9 MJ/kg und M = 114,2 g/mol hat |ΔcH| = kJ/mol.

\(H_s = \lvert\Delta_cH\rvert/M\): \(890{,}3/16{,}04 = 55{,}5\); \(1367/46{,}07 = 29{,}7\); \(285{,}8/2{,}016 = 141{,}8\). Umgestellt \(\lvert\Delta_cH\rvert = H_s\cdot M = 47{,}9\cdot 114{,}2 \approx 5470\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\). Typischer Fehler: durch die Stoffmenge statt durch die molare Masse zu teilen.

kJ/mol geteilt durch g/mol ergibt kJ/g, das ist zahlengleich mit MJ/kg.

Letzte Zeile: Hs mal M.

Die richtige Bezugsgröße

AFB II

Deuten Sie jede Angabe auf ihre Bezugsgröße: Ziehen Sie jede Karte in den passenden Korb.

Ziehen Sie jede Karte in den passenden Korb — oder wählen Sie sie mit Enter aus und drücken Sie dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).

1je mol

2je kg (Masse)

3je Liter (Volumen)

kJ/mol bezieht sich auf die Stoffmenge, MJ/kg und kJ/g auf die Masse (zahlengleich), MJ/L auf das Volumen. Typischer Fehler: kJ/g für eine molare Größe zu halten.

Achten Sie auf die Einheit im Nenner.

mol: Stoffmenge. g oder kg: Masse. L: Volumen.

Term für den Heizwert

AFB III

Entwickeln Sie einen Term für den Heizwert \(H_i\) in MJ/kg. Gegeben sind der Betrag der Verbrennungsenthalpie \(h\) (kJ/mol, Wasser flüssig), die Zahl \(z\) der mol Wasser je mol Brennstoff und die molare Masse \(M\) (g/mol); die Verdampfungsenthalpie von Wasser beträgt 44,0 kJ/mol. Verwenden Sie nur \(h\), \(z\) und \(M\).

Geben Sie den Term ein. Enter prüft ebenfalls.

Je mol Brennstoff gehen \(44{,}0\cdot z\) kJ als Dampf verloren: \(\lvert\Delta_cH\rvert_{\text{Dampf}} = h - 44{,}0\,z\). Auf die Masse bezogen \(H_i = (h - 44{,}0\,z)/M\) in kJ/g, also MJ/kg. Beispiel Methan: \((890{,}3 - 88{,}0)/16{,}04 = 50{,}0\). Typischer Fehler: 44,0 nicht mit der Zahl \(z\) zu multiplizieren.

Wie viel Energie geht je mol Brennstoff verloren, und wie ändert sich der Betrag der Verbrennungsenthalpie?

Hi = (h − 44 · z) : M.