Steinkohle ist eine der häufigsten Energiequellen der Welt. Seine Verwendung in Industrie und Energie ermöglicht es, eine erhebliche Menge an Wärme und elektrischer Energie zu erzeugen. Um jedoch zu berechnen, wie viel Energie bei der Verbrennung eines bestimmten Brennstoffs freigesetzt wird, ist es notwendig, eine Reihe von Berechnungen durchzuführen und verschiedene Faktoren zu berücksichtigen.
In diesem Artikel werden wir untersuchen, wie viel Energie freigesetzt wird, wenn 4 Tonnen Kohle vollständig verbrannt werden, und wie eine entsprechende Berechnung basierend auf den verfügbaren Daten durchgeführt werden kann. Erstens ist es notwendig, die niedrigste Gesamtbrennwärme von Steinkohle zu kennen, die ungefähr 29 Megajoule pro Kilogramm Brennstoff beträgt.
Daher können wir die folgende Formel verwenden, um die Gesamtenergie zu berechnen, die bei der Verbrennung von 4 Tonnen Steinkohle freigesetzt wird:
Gesamtenergie = Kohlemasse * niedrigste Gesamtbrennwärme.
Wenn wir also die Werte in die Formel einfügen, erhalten wir:
Gesamtenergie = 4 t * 1000 kg/t * 29 MJ/kg = 116 000 MJ.
Auf diese Weise werden bei einer vollständigen Verbrennung von 4 Tonnen Steinkohle etwa 116.000 Megajoule Energie freigesetzt. Es ist diese Menge an Wärme und elektrischer Energie, die durch die Verwendung dieses Brennstoffs erhalten werden kann.
Wie viel Energie wird bei vollständiger Verbrennung von 4 Tonnen Steinkohle freigesetzt: Eine Lösung mit Daten
Um die Menge an Energie zu berechnen, die bei vollständiger Verbrennung von 4 Tonnen Steinkohle freigesetzt wird, ist es notwendig, seinen Heizwert zu kennen. Der Heizwert von Kohle wird in Kilokalorien pro Kilogramm (kcal / kg) oder in Megajoule pro Kilogramm (mj / kg) ausgedrückt.
Angenommen, wir haben die folgenden Daten: der Heizwert von Steinkohle beträgt 7000 kcal / kg.
Um das Problem zu lösen, können wir die folgende Formel verwenden:
Energie = Masse von Kohle * Heizwert von Kohle
Wir ersetzen die bekannten Werte in die Formel:
Energie = 4 t * 1000 kg/t * 7000 kcal/kg = 28.000.000 kcal
Also, wenn 4 Tonnen Steinkohle vollständig verbrannt werden, werden 28.000.000 Kilokalorien Energie freigesetzt.
Die Masse der Steinkohle und ihr Heizwert
Die Masse von Steinkohle ist ein wichtiger Parameter bei der Bestimmung ihrer Energieeffizienz. Es beeinflusst den Gesamtenergiewert von Kohle und bestimmt die Menge an Energie, die bei der Verbrennung gewonnen werden kann. Steinkohle hat einen hohen Heizwert, was bedeutet, dass bei vollständiger Verbrennung eine große Menge an Wärme freigesetzt wird.
Der Heizwert von Kohle wird in Energieeinheiten gemessen - Kilokalorien oder Joule. Den Angaben zufolge werden bei einer vollständigen Verbrennung von 1 kg Steinkohle etwa 7000 Kilokalorien oder 29 Megajoule freigesetzt. Dies bedeutet, dass jedes Kilogramm Kohle eine solche Menge an Wärme freisetzen kann. Mit diesen Informationen können Sie berechnen, wie viel Energie freigesetzt wird, wenn eine bestimmte Kohlemasse vollständig verbrannt wird.
Ungefähr 4 Tonnen Steinkohle enthalten 4000 Kilogramm. Unter Berücksichtigung des Heizwerts von 7000 Kilokalorien pro Kilogramm kann der Gesamtenergiewert dieses Kohlevolumens berechnet werden. Der Gesamtenergiewert würde 28 Millionen Kilokalorien oder 116 Megajoule betragen.
Somit werden bei einer vollständigen Verbrennung von 4 Tonnen Steinkohle etwa 28 Millionen Kilokalorien oder 116 Megajoule Energie freigesetzt. Dies ist eine beeindruckende Menge, die für verschiedene industrielle Bedürfnisse und die Stromerzeugung verwendet werden kann.
Bestimmung des Heizwerts von Steinkohle
Um den Brennwert von Steinkohle zu bestimmen, ist es notwendig, seine Masse und chemische Zusammensetzung zu kennen. Steinkohle ist eine komplexe organische Substanz, die hauptsächlich aus Kohlenstoff besteht und auch kleine Verunreinigungen von Schwefel, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff enthält.
Für diese Aufgabe zur Bestimmung der Energie geben wir eine Masse von Steinkohle in 4 Tonnen (oder 4000 Kilogramm) frei. Mit der chemischen Zusammensetzung von Steinkohle können Sie ihren Heizwert berechnen.
| Substanz | Massenanteil, % | Heizwert, J/g |
|---|---|---|
| Kohlenstoff | 90 | 32 000 |
| Schwefel | 1 | 9 000 |
| Wasserstoff | 2 | 142 000 |
| Sauerstoff | 5 | - |
| Stickstoff | 2 | - |
Berechnen Sie den Heizwert von Steinkohle:
Kohlenstoffheizwert: 4000 kg * 0.9 * 32 000 J/g = 115 200.000.000 J
Schwefelheizwert: 4000 kg * 0.01 * 9 000 J/g = 36.000.000 J
Heizwert von Wasserstoff: 4000 kg * 0.02 * 142 000 J/ g = 11 360 000 000 J
Insgesamt beträgt der Heizwert von Steinkohle: 115 200.000.000 J + 36.000.000 J + 11 360 000 000 J = 126 596 000 000 J
Somit werden bei einer vollständigen Verbrennung von 4 Tonnen Steinkohle etwa 126.596.000.000 J Energie freigesetzt.
Formel zur Berechnung der Energie bei vollständiger Verbrennung
Die folgende Formel wird verwendet, um die Energie zu berechnen, die bei vollständiger Verbrennung von Steinkohle freigesetzt wird:
Q = M × Q_u
Q - freigesetzte Energie bei Verbrennung (in J)
M - gewicht von Kohle (in kg)
Q_u - verbrennungswärme von Kohle (in J / kg)
Für Steinkohle beträgt der Wert der Verbrennungswärme normalerweise 24 MJ / kg.
In diesem Fall haben wir 4 Tonnen Steinkohle, was 4000 kg entspricht. Daher können Sie die Energie berechnen, die bei vollständiger Verbrennung wie folgt freigesetzt wird:
Q = 4000 kg × 24 MJ/kg = 96000 MJ
Somit wird bei einer vollständigen Verbrennung von 4 Tonnen Steinkohle 96000 MJ Energie freigesetzt.
Beispiel für die Berechnung der Energie bei vollständiger Verbrennung von 4 Tonnen Steinkohle
Um die Energie zu berechnen, die bei vollständiger Verbrennung von 4 Tonnen Steinkohle freigesetzt wird, können wir die folgende Formel verwenden:
Energie = Masse der Kohle * Verbrennungswärme
Wir haben 4 t (Tonnen) Steinkohle, was 4 000 kg (Kilogramm) entspricht.
2. Verbrennungswärme:
Die Verbrennungswärme von Steinkohle beträgt etwa 24 MJ / kg (Megajoule pro Kilogramm).
Energie = Masse der Kohle * Verbrennungswärme
Energie = 4 000 kg * 24 MJ/kg
Energie = 96.000 MJ (Megajoule)
Somit wird bei einer vollständigen Verbrennung von 4 Tonnen Steinkohle etwa 96.000 MJ Energie freigesetzt.
