[Zeltheizung/Theorie] Wie viel Wasserdampf entsteht bei der Verbrennung von

  • Stimmen meine Berechnungen (siehe unten) so?
    Mein Chemieunterricht ist schon eine ganze Weile her....
    Kurz zu der Frage was das in einem Bc-Forum verloren hat: Ich will wissen wie viel Kondensat bei der Verbrennung der unten genannten Brennstoffe max. im Zelt entstehen kann. Die entstehende Wassermenge bei der Verbrennung von Petroleum und Parafin würde mich auch noch interessieren, aber da diese aus einem wechselndem Stoffgemisch bestehen macht die Berechnung wenig Sinn...
    Ich bastle da an einer kleinen, hoffentlich sicheren Zeltheizung (Gaslampe im Vergleich zur Petroleumlampe, einem kleinen Spiritusbrenner und einem Teelichtofen aus dem jagdlichen Bereich) und will wissen in wie weit es Sinn macht in Bezug auf das entstehende Kondenswasser.
    Klar, das ist ne Spielerei, und wenn das im MYOG-Bereich besser aufgehoben sein sollte bitte ich darum es entsprechend zu verschieben. [edit]ich habs verschoben :) Gruß WH[/edit]


    Spiritus 46,07g/mol, 7,44kwh/kg, 26,78MJ/kg
    Reaktionsgleichung:
    C2H5OH + 3 O2 ---> 2 CO2 + 3 H2O
    Bei der Verbrennung von 46,07g Spiritus entstehen 54,03g Wasser.


    Butangas 58,12g/mol, 12,72 kWh/kg, 46 MJ/kg
    Reaktionsgleichung:
    C4H10 + 6,5 O2 ---> 4 CO2 + 5 H2O
    Bei der Verbrennung von 58,12g Butangas entstehen 90,05g Wasser.


    In der Hoffnung auf Erleuchtung
    Gruss

  • Mein Hirn ist zu kurz für die Berechnungen :schäm
    Jedoch mein Verstand, soweit vorhanden, sagt mir das hängt doch mit der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit zusammen, oder?


    Wenn immer ich eine Wasserleitung auftaute mit einer Gasheizung im Stall rann das Wasser nur so von den Wänden und man merkte wie die Luft begann feucht zu werden. Wenn schon einen Ofen würde ich mit Holz heizen.


    Liebe Grüsse
    draussen

  • Ich hab das gerade für Spiritus nachgerechnet und bis auf geringe Abweichungen bei den Nachkommastellen, die auf ein anderes Periodensystem, andere Rundungen etc. zurückzuführen sein dürften, komme ich auf die gleichen Zahlen. Wenn du also beim 2. Beispiel nach dem gleichen Schema gerechnet und dich dabei nicht verrechnet hast, sollte das auch stimmen.


    Was draussen anschneidet (auch wenn es vom naturwissenschaftlichen Standpunkt nicht ganz stimmt), sollte man dennoch nicht außer Acht lassen: Das von dir ausgeatmete Wasser in Verbindung mit der Zeltbahn, die 2 Bereiche mit sich deutlich unterscheidenden Temperaturen trennt.


    Soll bedeuten: Deine Zeltheizung wirst du vermutlich nur bei ziemlich niedrigen Außentemperaturen verwenden. An der Zeltbahn dürfte mit der Zeit also ein Temperaturgefälle von 10 - 20°C oder mehr anliegen (abhängig vom Zeltvolumen, Umgebungstemperatur etc.). Das führt dann dazu dass die Luftfeuchtigkeit an der Zeltinnenseite kondensiert (die Fähigkeit der Luft, Wasser aufzunehmen, sinkt mit der Temperatur, im Herbst sieht man das abends immer mal wieder, wenns kühler wird und Nebel aufzieht).


    Die von dir ausgeatmete Wassermenge dürfte jene, die beim Verbrennen üblicher Brennstoffe entsteht, deutlich übersteigen.


    Noch Fragen? :drunk

  • Nachtrag: Da entwickelt sich zumindest vorübergehend ein sich gegenseitig aufschaukelndes System: Die Luft im Zelt wird wärmer, kann also zunehmend mehr Wasser aufnehmen (daher auch das relativ bei der relativen Luftfeuchte, mit steigender Temperatur sinkt die relative Luftfeuchte bei konstantem absolutem Wassergehalt der Luft).
    Gleichzeitig wird auch zunehmend Wasser an die Luft abgegeben (ausgeatmet, als Verbrennungsprodukt, Wasserdampf vom Kochen,...), das in der Luft gelöst wird.
    Wenn der Zeltinnenraum jetzt wieder abkühlt, kondensiert die Feuchtigkeit mitunter wieder.

  • draussen: :lol
    Was ich schon Wasserleitungen in Ställen aufgetaut und geplatzte Leitungen ausgewechselt habe... Ist aber nicht nur im Stall so, deshalb ist die Dampfsperre bei der Isolation von Wänden und Decken so wichtig. Liegt der Kondensationpunkt innerhalb der Isolierung (z.B. Glaswolle) bekommst du das nie wieder trocken.
    "Warme" Luft + "kalte" Wand = Bach an der Wand ... da genügen schon geringe Temperaturunterschiede.
    Holz ist natürlich die erste Wahl, geht nur nicht in jedem Zelt. Ein Holzöfelchen vor dem Zelt macht ab einem Punkt einfach keinen Sinn mehr, da nicht einmal mehr die Wärmestrahlung die Zeltwand erreicht. Ansonsten heizt der Ofen/Feuer vor dem Zelt den Innenraum des Zeltes nach dem Gewächshausprinzip, ganz klar.


    theBrain: Genau, dieses Aufschaukeln kann man nur durch regelmässiges Lüften verhindern. Es geht mir bei der "Heizung" auch mehr um die trocknende Wirkung.
    In einem Gewächshaus trocknet bei einer hohen Luftfeuchtigkeit nichts wenn nicht gleichzeitig gelüftet wird. Trockenlüften nennen wir Gärtner das. Bei der Temperaturdifferenz an der Zeltwand gehe ich ehr von etwa 30Grad aus. Bei meiner Fragestellung ging es mir auch mehr darum die Auswirkungen des Heizmittels auf die Luftfeuchte zu bestimmen, um damit Rückschlüsse auf die "Trockenwirkung" zu erhalten. Man will ja so wenig wie möglich zusätzliche Feuchtigkeit ins Zelt bringen, sondern diese hinaus.
    Manche Gewächshäuser werden mit CO2 begasst (Gurken, Tomaten) um ein besseres Pflanzenwachstum zu erreichen. Am besten geht das natürlich mit der Verbrennung von Gas. Die Abgase werden bei grossen Anlagen dann erst nochmal durch einen Kondensator geleitet um eine zusätzliche Erhöhung der Luftfeuchte (= mehr lüften = mehr heizen) zu vermeiden.


    Danke für die Antworten
    Gruss

  • Jo, die Rechnungen stimmen.
    Wann, wieviel Wasserdampf kondensiert möchte ich nicht orakeln, aber ich gehe auch davon aus, dass dies eine Funktion von Oberflächentemperatur, Lufttemperatur und Wasserdampfgehalt der Luft ist. Da wir an der Außentemperatur/der Oberflächentemperatur nix verändern können, bleibt uns nur übrig über Lufttemperatur im Zeltinnern und Luftfeuchtigkeit nachzudenken. Temperatur sollte dabei hochgehen, Luftfeuchtigkeit nicht, oder so wenig wie möglich.


    Am besten Verbrennt man Kohle, oder noch besser Koks, oder noch besser Graphit, da kommt gar kein Wasserdampf bei heraus. Der Heizwert liegt laut Wikipedia bei 23–31 MJ/kg (Koks), für reinen Graphit kann man sich eine Standardverbrennungsenthalpie von 32,79 kJ/g ausrechnen, was in etwa dem maximalen Heizwert von Koks entspricht.


    Ich hab mir mal die Sachen die du oben genannt hast, für gasförmige Edukte und Produkte, durchgerechnet, wie man es auch laut Wikipedia für Reaktionsenthalpien mit dem Satz von Hess macht, und komme damit auf ähnliche Brennwerte:
    Butan: 46,89 kJ/g
    Ethanol: 26,57 kJ/g


    Für Oktadekan als Vertreter für Paraffin[1]: C18H38 mit einer Standardbildungsenthalpie von -414,6 kJ/mol (für das gasförmige OKtadekan) und einer molaren Masse von 254,495 g/mol aus dem dann 18 * CO2 und 19 * H2O werden:
    18 * 393,5 kJ/mol + 19 * 241,8 kJ/mol - 414,6 kJ/mol = 11262,6 kJ/mol
    11262,6 kJ/mol / 254,495 mol/g = 44,25 kJ/g


    Knapp unter Butan, wenn man nach der Brennstoffmassenabhängigkeit geht.
    Beim verbrennen von 254,495 g Oktadekan werden ferner 342 g Wasser frei.



    Wer mag kann damit jetzt ausrechnen, welcher Brennstoff der Effektivste ist. Die Frage ist nur, was wird gesucht?
    Der Brennstoff, der pro Gramm Brennstoff am wenigsten Wasser frei setzt?
    Der Brennstoff, der pro kJ Energie am wenigsten Wasser frei setzt?


    Auf jedenfall möchte ich mich zu folgenden 2 Aussagen hinreißen lassen:
    Wir wollen Moleküle wo kein Sauerstoff (O) drin ist verbrennen. Sauerstoff ist in der Luft, den gibt es gratis, den brauchen wir nicht noch mit uns rumtragen. (Außer vielleicht ein wenig, wenn wir nitrierten Zunder benutzen.)
    Weniger Wasserstoff im Molekül lässt beim verbrennen weniger Wasser entstehen. Acetylen C2H2 klingt gut, ist aber als Gas schlecht zu transportieren... Alles was mir sonst so spontan einfällt ist entweder zu ungesund oder zu teuer zum verbrennen.


    Beide Bedingungen erfüllt Kohle, diese ist leider meist zu dreckig und Graphit zu teuer.


    Tschö
    Der Waldgrauß



    [1] Daten hierfür aus dem "CRC Handbook of Chemistry and Physics" Ausgabe von 2002



    Nachtrag:
    18 g Wasser sind Stoffmengenmäßig 1 mol Wasser, grob über den Daumen braucht 1 mol eines Gases etwa 22,4 L Raum.

  • Ich möchte euch zu dieser Thematik auch noch gerne das Mollier-Diagramm oder auch h-x-Diagramm ans Herz legen.
    Dieses Diagramm sagt aus wieviel Wasser die Luft in Abhängigkeit von Druck, Luftfeuchte und Temperatur aufnehmen, bzw. wieviel Wasser kondensieren kann.
    Vielleicht hilfts ja ;) .


    MfG Bushdoctor

    Auch dieses Jahr bietet Bushdoc´s School of advanced Survival and Bushcraft wieder folgende Kurse an:
    -Bushcraft ohne Busch
    -Survival ohne zu überleben


    Edited 2 times, last by Bushdoctor ().

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