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- Frage: (st-31)
Ein Auto verbraucht auf 100 km 10 Liter Diesel.
a) Berechne die Masse des entstehenden Kohlendioxids.
b) Berechne das Volumen welches das entstehende Kohlendioxid einnimmt. Annahme: Standardbedingungen
Annahme: Diesel bestehe aus einer einzigen Komponente: C15H32
Textantwort: 1. Hinweis: Es gilt zu beachten, dass die Dichte des C15H32 zu bestimmen wäre. Eine sehr kurze Internetrecherche gibt einen Wert von ca. 0.75 g/ml. Die Angabe macht Sinn, Diesel schwimmt auf dem Wasser.
2. Hinweis: Der Ausdruck '10 Liter Diesel werden verbraucht' gilt es derart zu interpretieren, dass der Diesel verbrannt wird. Dementsprechend gilt es die (ausgeglichene) Reaktionsgleichung aufzustellen. Wie üblich gilt, dass bei Verbrennungsreaktion – sofern möglich – Wasser und Kohlendioxid entstehen.a) C15H32 + 23·O2 → 15·CO2 + 16·H2O
Mit Dichte(C15H32) = 0.75 g/ ml ergeben sich bei 10 Liter: m(C15H32)=7.5 kgStoff M(g/mol) m(g) n(mol) C15H32 212 7500 7500/212 = 35.4 CO2 44 23349 15·35.4 = 530.6 Die Rechnung zeigt, dass ca. 23 kg CO2 entstehen. Unter der Annahme, dass ca. 100 km mit 10 Liter Diesel gefahren werden können ergibt sich pro Kilometer ein CO2 Ausstoss von ca. 230 Gramm. Das Resultat entspricht ziemlich gut den aktuellen Werten, welche moderne Motoren erbringen können.
b) Hinweis: Es gilt bei Normalbedingungen, dass irgendein Gas (also auch Kohlendioxid) pro mol 22.4 Liter beansprucht.
Somit wäre das Volumen 530.6 · 22.4 = 11885 Liter resp. circa 11.8 m3 resp. einem Würfel mit einer Seitenlänge von ca. 2.3m, komplett gefüllt mit CO2.
Videoantwort:
Erklärung in Form eines Videos, Dauer 9:06
Direkter Link zum Fullscreen-Modus hier
Mitschrift:
Mitschrift des Videos als pdf [hier]
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