Frage von MLFlipX, 55

Wie berechnet man das perfekte Luft - Gas gemisch?

Antwort
von quanTim, 25

das kommt auf das gas an und auf die anwendung.
Was willst du erreichen?

Antwort
von Herb3472, 20

Mit welchem Gas? Für welchen Zweck?

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 20

Es gibt keinen Stoff namens »Gas«. Das, was Du meinst, ist vermutlich Erdgas, das selbst ein Gemisch aus verschiedenen Gasen ist. Zum größten Teil besteht es aus Methan (CH₄), es kann jedoch auch Äthan (C₂H₆, zwischen 1 und 15%) Propan (C₃H₈) enthalten.

Ich rechne der Einfachheit halber erst einmal mit reinem Methan und nehme an, dass Du mit »perfekt« den größten Methananteil meinst, der noch vollständig verbrennt.

Die Reaktionsformel für Methan mit Sauerstoff lautet

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O,

d.h. das Methan verbrennt dann vollständig, wenn die Stoffmenge an Sauerstoff mindestens doppelt so hoch ist wie die des Methans. In hinreichend dünnen Gasen/Gasgemischen sind Stoffmengen und Volumina verhältnisgleich, d.h. der Volumenanteil an Sauerstoff muss ebenfalls doppelt so hoch sein wie der des Methans.

Da Luft nur etwa 20% Sauerstoff enthält, muss die Luftmenge noch 5 mal größer sein, d.h. für jeden Liter Methan brauchst Du mindestens 10 Liter Luft, um ihn vollständig zu verbrennen. Bis zu einem Elftel des Luft-Methan-Gemisches darf also Methan sein.

Kommentar von MLFlipX ,

Vielen vielen Dank!!!

Kommentar von MLFlipX ,

Und wie ist das bei Flüssiggasen ( Ethanol). Das wäre ja dann zB 0.3l luft braucht man 0.1l ethanol da C2H6O + 3O -> 2CO2 + 3H2O         Danach die 0.1l * die dichte, geteilt durch 24 und dann? weiter weiss ich nicht. 

Kommentar von SlowPhil ,

Und wie ist das bei Flüssiggasen ( Ethanol).

Als »Flüssiggas« bezeichnet man einen Stoff, der unter den Druck- und Temperaturbedingungen, die wir im Alltag vorfinden, gasförmig ist, sich aber mit relativ geringem Aufwand verflüssigen lassen. Dies ist nur unterhalb der Kritischen Temperatur des Stoffes möglich. Der Stoff muss einem Druck ausgesetzt sein, der über seinem Dampfdruck bei der entsprechenden Temperatur liegt.

Ethanol ist kein Flüssiggas im oben genannten Sinne, denn sein Siedepunkt bei unserem Luftdruck liegt bei 70°C. Spiritus beispielsweise besteht zum größten Teil aus Äthanol.

C2H6O + 3O -> 2CO2 + 3H2O

In der Formel fehlt ein Index '₂' hinter dem O. Auf der rechten Seite stehen 2 C-Atome, 7 O-Atome und 6 H-Atome, und das muss auch links stehen. Vor allem ist Luftsauerstoff keinesfalls 'O', sondern immer 'O₂'.

Das wäre ja dann zB 0.3l luft braucht man 0.1l ethanol…

Nein, aus zwei Gründen.

  1. Schon beim Methan hatte ich darauf hingewiesen, dass Du 5 mal mehr Luft brauchst, als Du reinen Sauerstoff benötigen würdest. 
  2. Dass die Volumenanteile den Stoffmengenanteilen entsprechen, ist eine »Spezialität« von Gasen, für die näherungsweise das sog. ideale Gasgesetzp·V = n·R·Tgilt. Dabei steht p für den Druck, V für Volumen, n für die Stoffmenge, R ist die Gaskonstante und T die absolute Temperatur.Äthanol aber ist unter »normalen« Bedingungen flüssig, und da geht das nicht, sondern man muss sowohl die Stoffmenge des Äthanols als auch die des Luftsauerstoffs berechnen.Die des Luftsauerstoffs lässt sich besser über das Volumen bestimmen als über die Masse. Hier kann man das Ideale Gasgesetz anwenden.

Danach die 0.1l * die dichte, geteilt durch 24 und dann?

Wie kommst Du auf 24? Die Molmasse von Äthanol liegt bei etwa (2×12+6×1+16)g=46g.

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 30

Indem du zuerst die chemische Reaktionsgleichung aufstellst, daraus die Mole berechnest und aus den Molen kannst du Masse oder Volumen berechnen.

Antwort
von Schnoofy, 23

Perfekt für welchen Zweck?

Antwort
von GanMar, 10

Luft ist doch bereits ein Gasgemisch.

Antwort
von dompfeifer, 13

Luft ist ein Gasgemisch. Die "Perfektion" einer vom natürlichen Mischungsverhältnis der Luft abweichenden Mischung orientiert sich an der jeweiligen Mischungs-Vorgabe.

Antwort
von Panazee, 21

Perfekt für was?

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