bionik und ecodesign untersuchung biogener materialien ... - Biokon

Manfred Drack
Dissertation: Bionik & Ecodesign
∆H = ∆U + p ∆V (2)
Für viele organische Komponenten sind keine Standardbildungsenthalpien in der Literatur
verfügbar. Die Berechnung ihrer Energieinhalte kann aber, wie bereits erwähnt, auch über
den Umweg der bei der Verbrennung frei werdenen Energie − dem Heizwert − vorgenommen
werden. Dazu wurde eine empirische Formel für den unteren Heizwert (Sass et al. 1974,
S.489ff) benutzt, die folgendermaßen lautet:
H u = 8320 c + 22420 h + 2500 s + 1500 n - 2580 o - 585 w [kcal/kg] (3)
Die Kleinbuchstaben geben den Anteil an Kohlenstoff (c), Wasserstoff (h), Schwefel (s),
Stickstoff (n), Sauerstoff (o) und Wasser (w) in [g/g] an. Um den oberen Heizwert bzw.
Brennwert der Stoffe zu erhalten, ist noch die Verdampfungsenthalpie von Wasser
(2450 kJ/kg) hinzuzurechnen (Böge 1987, S.1030). Dass die Formel laut Dubbel auf 0°C
bezogen ist, während die in Böge für 20°C gilt, spielt bei der geforderten Genauigkeit
vorliegender Untersuchungen keine Rolle. Die Arbeit, die aus der Volumenänderung der
Gasphase resultiert, ist in der empirischen Formel nicht berücksichtigt. Sie geht aber in die
Enthalpie mit ein. Bei der Verbrennung fester Stoffe ist die Volumensarbeit jedoch relativ
klein. Sie lässt sich durch die Gleichung
∆(p V) = R T ∆n (4)
berechnen, wobei die molare Gaskonstante R = 8,314 J/(mol·K) und T = 298,15 K beträgt.
∆n gibt die Differenz in der Molmenge der Gase von Produkten und Reaktanden an. Aus
Tabelle 10 kann abgelesen werden, wie groß die Arbeit durch Volumenänderung ist und dass
sie vernachlässigt werden kann. Somit können Reaktionsenthalpie und Brennwert direkt
miteinander verglichen werden.
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