Badanie równania spalania całkowitego spalania węglowodoru stosowanego do kontroli zanieczyszczenia silnika.
więcej: forum podczas spalania
Rozpoczniemy od ogólnym wzorze całkowitego spalania alkanów:
CnH(2n+2) + (3n+1)/2*(O2+3.76N2) –> nCO2 + (n+1)H2O+(3n+1)/2*3.76N2
1) Badanie objętości pełnego równania spalania:
Biorąc pod uwagę spaliny w CNPT.
1 25 gazu mol = L
Porozmawiajmy o spaleniu jednego mola paliwa CnH (2n + 2)
Dlatego poprzednie równanie daje nam wydech:
25n L CO2
25 (n + 1) L H2O
25 (3n 1 +) / 2 3.76 * L N2
Łącznie 25n 25 + (n + 1) + 25 (3n 1 +) / * 2 3.76 25 = (7.64n 2.88 +) = n + 191 72 L gazu.
Uwaga: Dla n = 0 72 L odpowiada molowi H2O i 1.88 molowi N2 powstałemu w wyniku spalania czystego wodoru.
Dla danego alkanu więc mamy odpowiednio:
25n / (191n 72 +)% z CO2
25 (n + 1) / (191n 72 +)% o H2O
(25(3n+1)/2*3.76)/(191n+72) % de N2
Podział przez 25 uproszczenie wzorów.
Dotyczy to całkowitego spalania (brak tworzenia CO lub cząstek) i idealnego (brak tworzenia Nox)
2) Badanie masowe pełnego równania spalania:
Przeanalizujmy masowe odrzucenia całego równania.
[CO2]=12+2*16=44 g/mol
[H2O] = 2 1 * + = 16 18 g / mol
[N2] = 2 14 * = 28g / mol
Obliczenia na N2 są bezużyteczne w przypadku idealnego spalania (brak tworzenia Nox), ponieważ ten pierwiastek nie interweniuje, jest to gaz obojętny.
Zatem odpowiednie masy będzie:
dla CO2: 44n
dla H2O: 18 (n + 1)
Zastosowanie do benzyny (czysty oktan). n = 8
[C8H18] = 8 12 * + = 18 1 114 * g / mol.
Masa uwolnionego CO2 na mol zużytego oktanu wynosi: 44 * 8 = 352 g.
Masa uwolnionej H2O na mol zużytego oktanu wynosi: 18 (8 + 1) = 162 g.
Stosunek zużycia benzyny do emisji CO2 wynosi 352/114 = 3.09
Ponieważ jednostka objętości jest bardziej powszechna w przypadku paliwa, lepiej jest przeliczyć ten stosunek na gramy CO2 na litr zużytej benzyny.
Wiedząc, że gęstość benzyny wynosi 0.74 kg / l, a 1 gram spalonej benzyny odrzuca 3.09 grama CO2, to wynosi: 0.74 * 3.09 = 2.28 kg CO2 na litr spalonej benzyny.
Te 2.28 kg zajmuje objętość 2280/44 * 25 = 1295 L CO2 uwalnianego na litr zużytej benzyny.
To samo dotyczy H2O: stosunek zużycia benzyny do emisji CO2 wynosi 162/114 = 1.42
stąd: 0.74 * 1.42 = 1.05 kg H2O na litr spalonej benzyny.
Wnioski
Dlatego pojazd spalający 1 litr benzyny odrzuci nieco więcej niż kilogram wody i 2.3 kg CO2.
Woda skropli się dość szybko bezpośrednio lub w postaci chmury i dość szybko opadnie z powrotem w postaci ciekłej (ponieważ nie wolno nam zapominać, że para wodna jest bardzo dobrym gazem cieplarnianym, znacznie silniejszym niż woda. CO2), nie dotyczy to CO2, który ma żywotność około 100 lat.
W przypadku innych paliw wystarczy zamienić n na używane paliwo. Na przykład olej napędowy składa się z alkanów, których n wynosi od 12 do 22. Interesujące byłoby również obliczenie emisji CO2 w stosunku do energii dostarczanej przez dane paliwo. Może to być temat na innej stronie.
W każdym razie, po artykule będzie badanie niepełnego spalania (tworzenie CO) i nieidealnego (tworzenie Nox)