Zum Betrieb vieler Wärmequellen
werden Brennstoffe wie
Kohle, Holz, Erdgas oder Heizöl verbrannt. Auch beim Verbrennen von
Benzin oder von Dieselkraftstoff in Motoren wird Wärme frei. Diese
beim Verbrennen von Stoffen frei werdende Wärme wird als Verbrennungswärme
bezeichnet.
Die Verbrennungswärme gibt an, wie viel
Wärme abgegeben wird,
wenn eine bestimmte Menge Brennstoff (Holz, Kohle, Benzin, ...) verbrannt
wird.
| Formelzeichen: | Q |
| Einheit: | ein Joule ( 1 J) |
Die Verbrennungswärme ist umso größer,
- je größer die Menge (Masse) des verbrannten Stoffes ist und
- je größer sein Heizwert ist.
Bei festen Brennstoffen, z. B. Kohle, gibt man die Masse in der Regel in Kilogramm an. Bei flüssigen Brennstoffen, z. B. Benzin, ist Liter die gebräuchliche Einheit. Die Menge eines Gases wird meist in Kubikmeter angegeben, wobei man diesen Wert auf den Normzustand (Druck von 1013 mbar, Temperatur von 0 °C) bezieht.
Die Berechnung der Verbrennungswärme kann dann mit folgenden Gleichungen erfolgen:
Der Heizwert von Brennstoffen
Der Heizwert von Brennstoffen
ist sehr unterschiedlich. Er gibt an, wie viel Wärme frei wird, wenn
ein Kilogramm oder 1 Liter oder 1 Kubikmeter eines Stoffes vollständig
verbrannt werden.
Der Heizwert hängt nicht nur von dem jeweiligen Stoff ab, sondern
auch von dessen Zusammensetzung. Das Holz einer Eiche hat einen anderen
Heizwert als das Holz einer Buche. Trockenes Holz gibt beim Verbrennen
mehr Wärme ab als feuchtes Holz. Der Heizwert von Benzin hängt
von dessen Qualität ab. Deshalb ist es üblich, für eine
Reihe von Brennstoffen keinen bestimmten Heizwert, sondern ein Intervall
anzugeben. In Bild 2 sind die Heizwerte einiger Stoffe zusammengestellt.
Verbrennungswärme aus energetischer
und ökologischer Sicht
In den Brennstoffen ist chemische
Energie gespeichert. Beim Verbrennen erfolgt eine Umwandlung in
thermische Energie, die
in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben wird.
Ziel bei technischen Anordnungen ist es, einen möglichst großen
Teil dieser Wärme zu nutzen, z. B. zum Beheizen einer Wohnung, zum
Kochen oder zum Erwärmen von Wasser und der Erzeugung von Wasserdampf
in Kraftwerken. Ein erheblicher Teil der frei werdenden Wärme wird
aber nutzlos an die Umgebung abgegeben, bei PKW-Motoren etwa 70 %. Darüber
hinaus wird beim Verbrennen von Stoffen Kohlenstoffdioxid freigesetzt,
was ein klimawirksames Gas ist.
Ziel muss es sein, die Umweltbelastung
beim Verbrennen von Stoffen so klein wie möglich zu halten. Darüber
hinaus gehören fast alle Brennstoffe zu den nicht erneuerbaren Energieträgern.
Deshalb ist es unbedingt notwendig, rationell und verantwortungsbewusst
mit Brennstoffen umzugehen.