Kuinka saan luotettavasti autosta tulevan veden määrän vaikkapa tyhjäkäynnillä kg tuntia kohti. Tiedetään, että 10 % pakokaasuista on vettä. Mollier ei ulotu kai sinne asti ja pakokaasun koko massavirta on tuntematon. Ihmisistähän tiedetään, että 60 g tunnissa 25 C :ssa. Reaktioyhtälön mukaan saman verran vettä kuin hiilidioksidia. Joku helppo likimääräinen laskutapa. Alla on se mitä haen mutta voisiko joku kiteyttää ja vääntää rautalangasta kuinka paljon kuluu ilmaa ja syntyy hiilidioksidin ohella vettä g/sek kun auto käy joutokäynnillä ja bensaa kuluu 0,6 l/ h.
2. Auton bensiinin kulutus on 7,9 l/100 km. Kuinka suuri tilavuus hiilidioksidia lämpötilassa 25 °C ja paineessa 1,0 bar (=100 kPa) muodostuu ajettaessa Helsingistä Lahteen (110 km), kun oletetaan, että polttoaine palaa täydellisesti? Bensiini voidaan katsoa oktaaniksi (C8H18), jonka tiheys on 0,71 kg/l.
Ratkaisu
2. Vastaus 11 m3
Ratkaisu
Matkalla Helsinki-Lahti auto kuluttaa bensiiniä. 110 km • 7,9 l/100 km = 8,69 l
Bensiinin massa (bensiinin tiheys on 0,71 kg/l) m = 0,71 kg/l • 8,69 l = 6,71 kg = 6170 g
Bensiinin ajatellaan vastaavan oktaania C8H18.
Palamisreaktio 2 C8H18 25 O2
16 CO2 18 H2O
M(C8H18) = 114,23 g/mol
Reaktion perusteella n(CO2) = 8 • n(C8H18) = 8 • 6170 g : 114,23 g/mol
Ideaalikaasun tilanyhtälö pV = nRT eli V = nRT : p
T = ( 273 25) K = 298 K
V = ( 8 • 6170 g :114,23 g/mol ) • 0,0832 bar dm3 /mol K : 1,00 bar = 10 700 dm3 = 11 m3
Kemian yo-tehtävien ratkaisut, kevät 1997
2. Auton bensiinin kulutus on 7,9 l/100 km. Kuinka suuri tilavuus hiilidioksidia lämpötilassa 25 °C ja paineessa 1,0 bar (=100 kPa) muodostuu ajettaessa Helsingistä Lahteen (110 km), kun oletetaan, että polttoaine palaa täydellisesti? Bensiini voidaan katsoa oktaaniksi (C8H18), jonka tiheys on 0,71 kg/l.
Ratkaisu
2. Vastaus 11 m3
Ratkaisu
Matkalla Helsinki-Lahti auto kuluttaa bensiiniä. 110 km • 7,9 l/100 km = 8,69 l
Bensiinin massa (bensiinin tiheys on 0,71 kg/l) m = 0,71 kg/l • 8,69 l = 6,71 kg = 6170 g
Bensiinin ajatellaan vastaavan oktaania C8H18.
Palamisreaktio 2 C8H18 25 O2
16 CO2 18 H2O
M(C8H18) = 114,23 g/mol
Reaktion perusteella n(CO2) = 8 • n(C8H18) = 8 • 6170 g : 114,23 g/mol
Ideaalikaasun tilanyhtälö pV = nRT eli V = nRT : p
T = ( 273 25) K = 298 K
V = ( 8 • 6170 g :114,23 g/mol ) • 0,0832 bar dm3 /mol K : 1,00 bar = 10 700 dm3 = 11 m3
Kemian yo-tehtävien ratkaisut, kevät 1997
Vastaukset 6
Vanhimmat
Jos kerran pakokaasun kokonaismäärää ei tiedetä, ei 10% vesipitoisuustiedosta päässe eteenpäin.
Kun tyhjäkäyntikulutus on tunnettu, niin siitähän tuon saa niinkuin antamassasi esimerkissä hiilidioksidinkin määrän, eikä tarvitse muuttaa edes tilavuusyksiköiksi.
onko hapen määrä jonka auto tarvitsee 25/18* x m3 ?
YO yhtälöstä puuttuu lämpötila mutta lopputulos on oikea.
Ei ole ppm tietoa?
Kaava pit. mg/m3= ppm*molekyylimassa/24.1
Kuinka pitoisuuden saa laskettua
Reaktioyhtälöstä saa esille, missä suhteessa vesimooleja syntyy "bensa"moolista eli oktaanimoolista.
Massayksiköiksi tuon saa muutettua kertomalla moolimäärän moolimassoilla.
Kyseinen reaktioyhtälön massojen suhde on verranollinen ainemääriin (tyhjäkäyntikulutus kg/h tunnettu, veden kg-määrä sitten tuntematon äksä)
Tarpeellinen tieto on siis polttoaineen tyhjäkäyntikulutus, ja senhän näyti tietävänkin. Sen lisäksi tarvitset siis tuon reaktioyhtälön ja moolimassatiedot. Hieman vaikeampi tapa laskea on käyttää koneen tyhjäkäynnin kierrosnopeutta ja moottorin tilavuutta. Seossuhteen voinee nykyaikana olettaa olevan stökiömetrinen. Tässä pitää silloin ottaa mukaan hapen osuus ilmasta jne.
Esim. Eerolan Polttomoottorit 1 ja 2 -kirjoista saat sitten täsmällisempiä tietoja.
Moottorin kierrosnopeutta ja litratilavuutta voi käyttää arvioon vain täydellä teholla. Johtuu bensakoneissa kuristuksesta, ts. täyttä ilmamäärää ei oteta tyhjäkäynnillä ja dieseleissä polttoainealimäärästä. Pahoittelen virhettäni.
Jos joku muu piruparka eksyy tänne tuon 2 tehtävän perässä niin ap on tehnyt virheen: 0,71 * 8,69 = 6,1699 ~ 6.2l. Ei 6.71