Welche Gemeinsamkeiten und welche Unterschiede gibt es beim Verbrennen einer Kerze im Wohnzimmer und beim Verbrennen von Benzin im Automotor?

Gemeinsamkeiten:

• in beiden Fällen werden Kohlenwasserstoffe zum Verdampfen gebracht, bei der Kerze durch die Hitze der Flamme und den Docht, beim Automotor durch Zerstäuben mittels Einspritzung oder Verdampfen durch Vergaser
• in beiden Fällen findet eine exotherme Reaktion statt, d.h. die Oxidation der Kohlenwasserstoffe zu CO2 und Wasser H2O
• Bei beiden Verbrennungsvorgängen bilden sich unerwünschte Nebenprodukte wie Ruß (Kerzenflamme brennt mit zuwenig Sauerstoff), CO (Kohlenmonoxid) und NOx (Stickoxid), Letzteres besonders in Dieselmotoren

Unterschiede:

• die Kerzenflamme brennt unkontrolliert mit zu wenig Sauerstoff (dadurch leuchtend gelbe Flamme statt blauer nicht leuchender Flamme)
• beim Benzinmotor kann die Luftsauerstoff-Zufuhr mittels Lamdasonde im Auspufftrakt und ständigen Rechenvorgängen aus den Parametern Lastzustand, Drehzahl, Motortemperatur genau berechnet und auf Lambda 1 gehalten werden (stöchiometrisches Gemisch). Dieselmotoren laufen i.d.R. mit Luftüberschuß
• Automotoren stoßen dank Abgasrückführung, Abgaskatalysator, Rußfilter (beim Dieselmotor zusätzlich Ad Blue- Einspritzung und SCR-Speicherkat) unter idealen Betriebsbedingungen (betriebswarmer gut gewarteter Motor, mittlere Last) viel weniger Schadstoffe pro Kilo verbrannten Kohlenwasserstoffen aus (CO2 nicht mitgerechnet) als die gleiche hochgerechnete Menge an Kerzenwachs veursachen würde.
• beim Automotor erfolgt durch das Hochfahren des Kolbens nach dem Einströmen des Luft-Kraftstoff-Gemischs eine mechanische Verdichtung des Luft-Kraftstoff-Gemisches vom Ausgangsvolumen auf ein Zehntel (Benzinmotor).
• Durch diese Verdichtung, dem optimalen Luft-Kraftstoff-gemisch und dem präzise geregelten Zündfunken (nur beim Benzinmotor) entfaltet die Verbrennung durch rasche Expansion der Gase eine Abwärtsbewegung des Kolbens und ein Drehmoment auf der Kurbelwelle, was zum Vortrieb genutzt wird.
• Der mechanische Wirkungsgrad des Benzinmotors liegt hierbei bei ca. 30%, bei großen Schiffsdiesel-Motoren ca. 50%, der Rest wird jeweils als Wärme abgegeben, bei der Kerze wird fast die gesamte Energie in Wärme und (wenig) Licht umgewandelt
• Bei der Kerze findet nur eine geringe Expansion der Verbrennungsgase durch ihre Erwärmung statt
• Bei der Kerzenflamme handelt es sich um eine kontinuierliche Verbrennung, wie sie auch im Strahtriebwerk von Verkehrsfluzeugen stattfindet
• Bei Benzin- und Dieselmotoren handelt es sich um eine diskontinuierliche Verbrennung, nach der Zündung und Abwärtsbewegung des Kolbens (Arbeitstakt) folgt das Ausstoßen der Abgase, erneutes Einsaugen des Luft-Kraftstoffgemischs und erneutes Verdichten, während derer die Verbrennung unterbrochen ist.

Bei beiden ist sauerstoff wichtig es entsteht bei beiden Verbrennungen CO2 und er gibt abfallprodukte. Unterschiede: Beim Auto werden die Abfallprodukte ausschließlich in die Luft entlassen (Filter ausgenommen).