Stearins brændværdi - rapport

Side 1

Rapport 1

Bestemmelse af stearins brændværdi

Formålet med forsøget var, at bestemme brændværdien for stearin, ved at opvarme vand vha. et stearinlys. Stearinens brændværdi beregnes herefter ud fra den energimængden der bliver tilført for at opvarme vandet. Stearinens kemiske varmeenergi omdannes således til termisk varmeenergi i vandet.

Opstillingen består kun af lidt udstyr. Således anvendes et stativ, hvortil et plastikkrus, fyldt med vand, er fastholdt ved hjælp af ståltråd. Herunder bliver der anbragt et stearinlys til at opvarme vandet. (Se Figur 1.) Derudover anvendes et termometer til at måle vandets temperaturstigning og en vægt til at måle vandet masse og stearinens masse både før og efter STX 1.g

Teorien bag energiomsætningen bygger på, at den kemiske energi, der opstå ved forbrændingen af stearin (input) omdannes til termiske energi, som bliver tilført vandet, som derved bliver opvarmet (output).

⦁ H= Brændværdien
⦁ M= Masse
⦁ c= Varmefylde
⦁ T= Temperaturstigning

Formlerne jeg bruger i forsøget er:

E stearin (kemisk) = H (brændværdi) * M

stearin

E Termisk (vand) = M vand * C vand * (T Slut – T Start )

1

Side 2

Da den kemiske energi omdannes til termisk energi betyder det at:

Skema med målingerne:

T Start T Slut M Stearin (start) M Stearin (slut) M Vand

18,4 C 27,5 C 0,138 kg 0,135 kg 0,2 kg

Vandets temperaturændring beregnes ud fra vandets temperatur før T og efter opvarmningen

(start)

T. Den afbrændte mængde stearin beregnes ud af stearinlysets masse før og efter

(slut) afbrænding.

Min udregning kommer til at se således ud:

H * (0,138 kg - 0,135 kg) = 0,2 kg * 4180 J/kg * (27,5 C – 18,4 C)

H = 0,2 kg * 4180 J/kg * (27,5 C – 18,4 C) / (0,138 kg - 0,135 kg)

H = 2,5 * 10^{7} J/kg

Brændværdien for stearin beregnes ud fra forsøget til at være 2,5

* 10^{7} J/kg. Altså afgiver 1 kg stearin ved afbrænding 2,5 * 10^{7} J.

Usikkerheder og fejlkilder der kan have influeret på forsøgsresultatet.

⦁ Afstanden mellem lyset og kruset har betydning for varmetab til omgivelserne

(strålevarme). Herved mistes varmeenergi til omgivelserne gennem opvarmning af luften.

⦁ Omrøringen med termometeret kan have gjort en forskel, ved at man kan have tilsat en vis friktionsvarme ved omrøringen.

⦁ Da rummets temperatur var lavere end vandets, vil der også være forekommet et varmetab fra vandet til den kolde luft i rummet.

2

Side 3

⦁ Plastiks dårlige varmeledningsevne har også betydning for energitilførselen til vandet, dette giver yderigere et varmetab.

⦁ Fordampning.

Konklusionen: Forsøget var let gennemførligt pga. den ukomplicerede forsøgsopstilling

(Se Figur 1.) Den forståelige logik bag teorien. Vores resultater afviger fra den faktiske forbrændingsvarme for stearin, dette må ses i lyset af de overnævnte fejlkilder. Det kan ses på en sammenligning mellem vores forsøg og brændværdierne på benzin og dieselolie, som har

ca. samme brændværdi som stearin. Bogen angiver brændværdien for benzin til 3,2 * 10^{7} J/kg

                      7
og for dieselolie til 3,7 *10 J/kg. Begge afviger ikke meget fra vores resultat. Ses i lyset af de

nævnte fejlkilder og usikkerheder med deraf følgende varmetab, er det forventeligt, at vores beregnede brændværdi for stearin ligger under brændværdien for såvel benzin som dieselolie.

Ud fra hele klassens resultater må man konkludere at forsøget er reproducerbart, dog med stor spredning af resultaterne.

Illustration:

3

Side 4

Figur 1. Forsøgsopstilling

4