equazione di combustione

Studio dell'equazione di combustione della combustione completa di un idrocarburo applicato al controllo dell'inquinamento del motore.

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Partiamo dalla formula generica di combustione completa di alcani:

CnH(2n+2) + (3n+1)/2*(O2+3.76N2) –> nCO2 + (n+1)H2O+(3n+1)/2*3.76N2

1) Studio del volume dell'equazione di combustione completa:

Considerando i gas di scarico nel CNPT.
1 25 gas talpa = L
Parliamo della combustione di una mole di carburante CnH (2n + 2)

L'equazione precedente quindi ci dà lo scarico:
25n L CO2
25 (n + 1) L H2O
25 (3n 1 +) / 2 3.76 * L N2

Un totale di 25n 25 + (n + 1) + 25 (3n 1 +) / * 2 3.76 25 = (7.64n 2.88 +) = n + 191 72 L gas.

Nota: Per n = 0 i 72 L corrispondono alla mole di H2O e alle 1.88 moli di N2 risultanti dalla combustione dell'idrogeno puro.

Per un dato alcano quindi abbiamo rispettivamente:

25n / (191n 72 +)% del CO2
25 (n + 1) / (191n 72 +)% del H2O
(25(3n+1)/2*3.76)/(191n+72) % de N2

Una divisione per 25 semplificare formule.

Questo è valido in caso di combustione completa (nessuna creazione di CO o particelle) e ideale (nessuna creazione di Nox)

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2) Studio di massa dell'equazione di combustione completa:

Studiamo i rifiuti di massa dell'equazione completa.

[CO2]=12+2*16=44 g/mol
[H2O] = 2 1 * + = 16 18 g / mol
[N2] = 2 14 * = 28g / mol

Il calcolo sull'N2 è inutile nel caso di una combustione ideale (nessuna creazione di Nox) poiché questo elemento non interviene, è un gas inerte.

quindi le rispettive masse sarebbero:
per CO2: 44n
per H2O: 18 (n + 1)

Applicazione alla benzina (ottano puro). n = 8
[C8H18] = 8 12 * + = 18 1 114 * g / mol.
La massa di CO2 rilasciata per mole di ottano consumato è: 44 * 8 = 352 g.
La massa di H2O rilasciata per mole di ottano consumata è: 18 (8 + 1) = 162 g.
Il rapporto tra consumo di benzina ed emissioni di CO2 è 352/114 = 3.09

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Poiché l'unità di volume è più comune quando si parla di carburante, è preferibile convertire questo rapporto in grammi di CO2 per litro di benzina consumato.

Sapendo che la densità della benzina è 0.74 kg / le che 1 grammo di benzina bruciata rifiuta 3.09 grammi di CO2, si arriva a: 0.74 * 3.09 = 2.28 kg di CO2 per litro di benzina bruciata.

Questi 2.28 kg occupano un volume di 2280/44 * 25 = 1295 L di CO2 rilasciati per litro di benzina consumato.

Lo stesso vale per H2O: il rapporto tra consumo di benzina ed emissioni di CO2 è 162/114 = 1.42
quindi: 0.74 * 1.42 = 1.05 kg di H2O per litro di benzina bruciato.

Conclusione

Un veicolo che consuma 1 L di benzina respingerà quindi poco più di un chilo di acqua e 2.3 kg di CO2.

L'acqua si condenserà abbastanza rapidamente direttamente o sotto forma di nuvola e ricadrà in forma liquida abbastanza rapidamente (perché non dobbiamo dimenticare che il vapore acqueo è un ottimo gas serra, molto più "potente" dell'acqua. CO2), questo non è il caso della CO2 che ha una durata di circa 100 anni.

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Per altri carburanti è sufficiente sostituire la n con il carburante utilizzato. Ad esempio, il gasolio è costituito da alcani con n variabile tra 12 e 22. Sarebbe interessante anche calcolare le emissioni di CO2 in relazione all'energia fornita da un dato combustibile. Questo potrebbe essere l'argomento di un'altra pagina.

Ad ogni modo, seguirà un articolo con lo studio della combustione incompleta (creazione di CO) e non ideale (creazione di Nox)

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