Hi!
Kann mir jemand sagen, wie ich die spezifische Energie von zwei Verbrennungsprodukten berechnen kann? Ich bräuchte diesen Wert, um den Wärmestrom auf die Düsenwand auszurechnen.
cu Hasso

Die spezifische Energie (Du meinst Wärmekapazität?) musst Du wissen bzw. nachschlagen. Dann kannst Du beliebige Energien in Abhängigkeit von Temperatur, Masse usw. berechnen.

Um welche Verbrennungsprodukte geht es denn?

Oliver

Hallo Hasso!

Die Wärmekapazität eines jeden Stoffes ist eigentlich sehr leicht zu messen!
Als erstes brauchst Du ein Dewar-Gefäß....Ok., eine Thermoskanne reicht und mußt deren Wärmekapazität bekommen. Das geht ganz einfach. Du nimmst eine vordefinierte Menge an Wasser, z. B. einen Liter und erhitzt den möglichst genau auf eine freie Temperatur...sagen wir mal 50 °C. Nun füllst Du das Wasser in die Thermoskanne und wartest soooo ungefähr eine Minute, bis die Kannenwand die Temperatur angenommen hat. Nun mißt Du nochmals die Temperatur des Wassers. Und siehe da, sie ist gesunken. Sagen wir mal auf 48 °C. Demnach hat die Kanne 2 °C geschluckt....macht 2000 Kalorien. Das kannst Du in Wärmekapazität umrechnen. Hilfreich hier das Dulong Petit´sche Gesetz, welches zur Bestimmung von molaren Wärmekapazitäten geschaffen wurde! So, nun hast Du die Kapazität der Kanne.

Nun kommt der zweite Teil!
Dafür brauchst Du wieder dieselbe Kanne. Fülle wieder eine bestimmte Menge Wasser (was weiß ich...1 Liter Wasser) ein und messe dessen Temperatur.... sagen wir mal 20 °C. Nun gibst Du den Körper hinzu, dessen molare Wärmekapazität Du bestimmen willst....ein Motorcasing z. B. :-))))))))) (Du brauchst ebenfalls dessen Masse, Dichte, Volumen, Molanzahl und so´n Kram)
Also, Du mißt die Temperatur des Casings bevor Du es in das Wasser gelegt hast....sagen wir mal 100°C. Nachdem das Casing im Wasser ist, werden sich die Temperaturen des Wassers und des Casings annähern. Sagen wir mal, die Temperaturen treffen sich bei 78 °C. Wunderbar. Nu ist nur noch Kopfrechnen angesagt. 2 °C gehen auf Kosten der Kanne! Von 20 auf 78 °C sind 58 °C........macht summa summarum....60 Kelvin bei einem Liter Wasser...60000 Kalorien. Das verknüpft mit den phys. Eigenschaften das Casings (Vol, Mol, usw...) erbringt die die spezifische Wärmekapazität des Casings!

Das Casing ist kein Beispiel von ungefähr... Zum Beispiel kann man bei der Entwicklung von kurz brennenden Feststofftriebwerken oft auf Ablationskühlungen verzichten, da man durch die Verwendung von Materialien mit hohen Wärmekapazitäten den Temperaturanstieg des Wandmaterials ausreichend verringern kann. Und damit wäre man dann bei einer kapazitiven Kühlung angekommen.

Viele Grüße,

Hendrik

Zitat:

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Original geschrieben von Oliver Arend
Die spezifische Energie (Du meinst Wärmekapazität?) musst Du wissen bzw. nachschlagen. Dann kannst Du beliebige Energien in Abhängigkeit von Temperatur, Masse usw. berechnen.

Um welche Verbrennungsprodukte geht es denn?

Oliver

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Vielen Dank für Eure schnelle Hilfe. Bei der Verbrennung handelt es sich um Lachgas und Plexiglas im Verhältnis 3,5:1 bei 20 bar.
In meinem Physikbuch konnte ich nur Werte für 20°C finden. Kannst Du mir bitte ein Buch oder Link empfehlen das mir Daten im höheren Temperaturbereich (ca. 3400 °C) und ein paar Formeln liefert? (bei einem Stoffgemisch muß ich ja die Massenanteile berücksichtigen, oder?) Ich glaube nämlich, daß der rechnerische Weg "eleganter" als ein Versuch ist. Zumal, da ich den Wert für eine Semesterarbeit brauche.

Also, ich kenne jetzt die Formel (Zusammensetzung) für Plexiglas nicht, sonst könnte ich schon mal versuchen. Eine Verbrennungsgleichung herauszubekommen. Aber das ist Dein Job. Auf jeden Fall werden Wasser, Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und/oder dessen Verbindungen und vielleicht noch einige exotischere Sachen herauskommen. Von diesen Stoffen sollte man in jeder Formelsammlung die Wärmekapazität herausbekommen. Ich kann es nicht versprechen, aber die wird sich auch bei 3400 °C nicht plötzlich halbieren, solange der Stoff in derselben Phase ist wie der Literaturwert (also fest, flüssig oder gasförmig - ist z.B. bei Wasser/Wasserdampf zu beachten).

Oliver

Zitat:

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Original geschrieben von Oliver Arend
Also, ich kenne jetzt die Formel (Zusammensetzung) für Plexiglas nicht, sonst könnte ich schon mal versuchen. Eine Verbrennungsgleichung herauszubekommen. Aber das ist Dein Job. Auf jeden Fall werden Wasser, Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und/oder dessen Verbindungen und vielleicht noch einige exotischere Sachen herauskommen. Von diesen Stoffen sollte man in jeder Formelsammlung die Wärmekapazität herausbekommen. Ich kann es nicht versprechen, aber die wird sich auch bei 3400 °C nicht plötzlich halbieren, solange der Stoff in derselben Phase ist wie der Literaturwert (also fest, flüssig oder gasförmig - ist z.B. bei Wasser/Wasserdampf zu beachten).

Oliver

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Aha! Dann lag da wohl mein Fehler, ich hab die Werte von den Anfangsprodukten genommen.