Verbrennungswärme berechnen

Berechnen Sie hier die Verbrennungswärme. Geben Sie dazu unten lediglich den Heizwert sowie die Masse des Brennstoffes an.

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Etwas zu verbrennen, kann als die älteste Technik der Menschheit angesehen werden. Am Anfang war das Feuer – soll heißen, dass dies wirklich die erste technische Tat war, die der Mensch sich beigebracht hat. Diese Technik des Verbrennens eines Stoffes – ob Holz oder Kohle oder Phosphor – hat sich auch bis heute kaum überholt. Sie ist ebenso alltäglich wie allgegenwärtig. Ob zum Antrieb eines Fahrzeugs mit Motor oder zur Energieversorgung im Kraftwerk – überall verbrennt der Mensch diverse Stoffe, um Energie und Wärme daraus zu gewinnen. Etwa 90 Prozent der weltweiten Energieversorgung beruhen auch heute noch auf dem Verbrennungsvorgang. Es gibt also genügend Gründe dafür, sich damit zu befassen.

Wie Verbrennungswärme entsteht

Die so genannte Verbrennungswärme gibt an – wie der Name schon sagt – wie viel Wärme respektive Energie ein bestimmter Stoff produziert, wenn er verbrannt wird. Das Wachs einer brennenden Kerze beispielsweise, steigt durch den Docht nach oben, geht dort durch die Hitze der Flamme in einen gasförmigen Zustand über und entwickelt dadurch Verbrennungswärme. Man spricht von einer Verbrennung, wenn ein bestimmter Brennstoff vollständig mit Sauerstoff reagiert, so dass sich sein Zustand ändert. Das Produkt hat also völlig verschiedene Eigenschaften als das Edukt – oder mit anderen Worten: aus einem Scheit Holz wird durch die Verbrennung ein Häufchen Asche. Diese sieht nicht nur anders aus als das Scheit Holz, sondern hat auch ein anderes Volumen und ein anderes Gewicht. Also kann man daraus schließen, dass Materie bei dem Verbrennungsprozess seinen Zustand ändert, denn es wird gasförmig. Und dieser Vorgang produziert eben Wärme – die so genannte Verbrennungswärme.

Die Verbrennung ist ein chemischer Prozess

Die Verbrennung an sich gilt in der Welt der Naturwissenschaften als eine chemische Reaktion, denn es ist eine chemische Verbindung des Brennstoffes mit Sauerstoff. Dies wird als Oxidation bezeichnet. Damit diese Verbrennungsreaktion aber erst einmal starten kann, braucht es die Entzündungstemperatur, das heißt, dass ein bestimmter Brennstoff zuerst einmal erhitzt werden muss, um anfangen können zu brennen. Wenn dieser dann einmal brennt, bedarf es keiner weiteren Entzündung von außen mehr. Und die überschüssige Energie, die jetzt beim Verbrennen des Brennstoffmaterials entsteht, äußert sich als Wärme.

Die Maßeinheit von Energie pro Masse

Energie wird im Allgemeinen in Joule (beziehungsweise Kalorien) angegeben. Der Heizwert eines bestimmten Brennstoffes wird also in Joule pro Gramm beziehungsweise Megajoule pro Kilogramm Brennstoff angegeben. Nun haben natürlich verschiedene Stoffe auch verschiedene Brennwerte. Öl oder Benzin zum Beispiel haben einen deutlich höheren Brennwert als Kohle oder Holz. Um das hilfreiche Tool auf dieser Webseite zu benutzen, muss man diesen Brennwert pro Kilogramm Brennmaterial wissen. Wenn man dann noch wissen will, wie viel Verbrennungswärme respektive Energie entsteht, wenn man eine bestimmte Menge eines spezifischen Stoffes verbrennt, muss man noch die gesamte Menge des zu verbrennenden Stoffes in Kilogramm kennen.

Ein Beispiel

Es gibt immer noch Kohleöfen in manchen Haushalten. Auch die wahren Freunde des Grillens benutzen lieber Kohle als Gas. Ein Kilogramm Steinkohle hat einen Brennwert von 29.3 Megajoule (Grillkohle etwas weniger natürlich). Wenn man nun wissen möchte, wie viel Verbrennungswärme respektive Energie freigesetzt wird, wenn man 5 Kilogramm dieser Steinkohle im heimischen Ofen verbrennt, gibt man in der Rechenmaske des hilfreichen Tool auf dieser Webseite einfach in die obere Zeile die Zahl 29.3 (für den Brennwert der Steinkohle) ein und in die untere die Gesamtmenge in Kilogramm des zu verbrennenden Kohlehaufens – in diesem Fall 5. Heraus kommt, dass 5 Kilogramm herkömmlicher Steinkohle Energie und damit Verbrennungswärme von insgesamt 146.5 Megajoule produziert. Dies dürfte ein Wohnzimmer im Winter schon für einige Stunden warm halten.