Ile potrzeba spalic gazu

[labadine]

Ile potrzeba spalic gazu(tego co mamy w domach) aby otrzymac 1(jedna) tone
dwutlenku wegla?

Nie da się tego policzyć...

[kornel-1]

...bez kalkulatora*/ i układu okresowego.
Czego ci brakuje?

Kornel

*/ teoretycznie można policzyć przy pomocy kartki papieru i ołówka, ale wymaga
to pamiętania tabliczki mnożenia.

[stefan4]

kornel-1:
> Czego ci brakuje?

Mnie brakuje składu gazu ziemnego, czyli tego naszego, domowego. Dokładniej:
udziału masowego węgla w gazie ziemnym.

Skoro masa atomowa C wynosi 12 a masa atomowa O wynosi 16, to ok. 27% masy
dwutlenku węgla stanowi węgiel. Żeby więc uzyskać tonę CO2, należy wypuścić w
powietrze 270kg węgla.

Czy dobrze liczę?

Tylko nie wiem, co dalej, bo nie wiem, ile gazu ziemnego trzeba uzbierać na
270kg węgla. Gdyby przyjąć, że to jest głównie metan CH4, to takie samo
obliczenie wskazałoby, że węgiel stanowi 75% jego masy. W takim razie należy
spalić 360kg gazu ziemnego. Ale czy to jest w samej rzeczy metan?

Jednak jesteś tu potrzebny, chemiku. Bez Ciebie Labadine nie miał żadnej
szansy, a ja niewielką...

- Stefan

[pomruk]

Gaz ziemny wysokometanowy (cześć gazu rozprowadzana w Polsce) jest niemal
czystym metanem. Zawartość procentowa metanu wynosi bowiem 98% objętościowo.
Wprawdziee należałoby tu użyć procentu wagowego, ale nie chce mi się go liczyć
;) - zadowolmy się więc stwierdzeniem, że to "prawie czysty metan". Twoje
obliczenia są w przybliżeniu dobre. Inna sprawa, że chemik (a nawet
licealista) raczej zacznie obliczenia tak: z jednego mola metanu CH4(masa 16g)
powstanie 1 mol CO2 (masa 44g).

[stefan4]

pomruk:
> Zawartość procentowa metanu wynosi bowiem 98% objętościowo.
> Wprawdziee należałoby tu użyć procentu wagowego, ale nie chce mi się go liczyć ;)

A czy to jest jakaś różnica? To znaczy, czy różne składniki tego gazu różnie reagują na zmiany ciśnienia?

Właśnie mi przyszło do głowy, że gazownia liczy mi zużycie gazu w metrach sześciennych a nie w kilogramach. To chyba niezbyt obiektywna jednostka, prawda? Prawo zachowania masy jest w przybliżeniu prawdziwe, a żadne prawo zachowania objętości jakoś nie obiło mi się o uszy...

- Stefan

[pomruk]

stefan4 napisał:

> pomruk:
> > Zawartość procentowa metanu wynosi bowiem 98% objętościowo.
> > Wprawdziee należałoby tu użyć procentu wagowego, ale nie chce mi się go l
> iczyć ;)
>
> A czy to jest jakaś różnica? To znaczy, czy różne składniki tego gazu różnie r
> eagują na zmiany ciśnienia?
>

O tak, jest różnica. Nie chodzi tu o różną reakcję na zmiany ciśnienia - różne gazy reagują na zmianę ciśnienia niemal identycznie . Chodzi o rzecz następującą. Weżmy równe ilości cząsteczek dwu różnych gazów. Równe ilości cząsteczek zajmują (w przypadku gazów) tę samą objętość w danych warunkach ciśnienia i temperatury. Ale ponieważ masy cząsteczek są różne, masa tych równych objętości będzie różna, proporcjonalna do masy cząsteczki. Na przykład: zmieszajmy równe ilości cząsteczek azotu i metanu. Skład objętościowy będzie więc wynosić 50% N2 i 50% CH4. Ale cząsteczka azotu ma masę 28 jednostek, a cząsteczka metanu 16. Zatem stosunek mas wyniesie 28:16. Co prowadzi do wniosku, że mieszanina będzie zawierać 63,6% wagowych azotu i 36,4% wagowych metanu.

> Właśnie mi przyszło do głowy, że gazownia liczy mi zużycie gazu w metrach sześc
> iennych a nie w kilogramach. To chyba niezbyt obiektywna jednostka, prawda? P
> rawo zachowania masy jest w przybliżeniu prawdziwe, a żadne prawo zachowania ob
> jętości jakoś nie obiło mi się o uszy...

Hm... Objętość łatwiej zmierzyć :) Prawo zachowania masy nie jest takie istotne: w zasadzie nikt nie liczy, ile otrzyma CO2 (w domowej praktyce) - liczy sie ilość otrzymanej energii z m3 gazu. Ta jest stała - przynajmniej gazownia o tym zapewnia :)

Prawo zachiowania objętości rzeczywiscie nie istnieje, o czym mozna boleśnie przekonac się, rozcieńczajac spirytus wodą. z 1 litra spirytusu i 1 litra wody wyjdzie nam niestety nieco mniej niż 2 litry mocnej wódki :)))

[stefan4]

pomruk:
> liczy sie ilość otrzymanej energii z m3 gazu. Ta jest stała - przynajmniej
> gazownia o tym zapewnia :)

Jest stała, dopóki ciśnienie jest stałe. Przy mniejszym ciśnieniu metr
sześcienny gazu zawiera mniej i masy, i energii, i wszystkiego co nam drogie.
Nie? Czyli gazownia powinna podawać cenę za metr sześcienny oraz ciśnienie,
przy którym ten metr ma być mierzony.

- Stefan

[pomruk]

stefan4 napisał:

> pomruk:
> > liczy sie ilość otrzymanej energii z m3 gazu. Ta jest stała - przynajmnie
> j
> > gazownia o tym zapewnia :)
>
> Jest stała, dopóki ciśnienie jest stałe. Przy mniejszym ciśnieniu metr
> sześcienny gazu zawiera mniej i masy, i energii, i wszystkiego co nam drogie.
> Nie? Czyli gazownia powinna podawać cenę za metr sześcienny oraz ciśnienie,
> przy którym ten metr ma być mierzony.
>
> - Stefan

Tak, to prawda - nie uwzględnilem tego. Gazomierze mierzą objętość. A ta sie
zmienia w zależności od ciśnienia i jeszcze od temperatury. Więc w zasadzie
należałoby uwzględnić ciśnienie gazu, oraz temperaturę, w której pomiar jest
dokonywany! Racja.

[stefan4]

pomruk:
> Więc w zasadzie należałoby uwzględnić ciśnienie gazu, oraz temperaturę,
> w której pomiar jest dokonywany! Racja.

Na ciśnienie nie mam bezpośredniego wpływu, ale jakby tak gazomierz wsadzić do
lodówki...

- Stefan

[wobo1704]

> > ...Jest stała, dopóki ciśnienie jest stałe. Przy mniejszym
>>ciśnieniu metr sześcienny gazu zawiera mniej i masy, ...

Ciśnienie w sieciach miejskich jest bardzo małe (z definicji -
poniżej 10 kPa; 1 kPa=0,01 atm).
Zawartość CH4 w gazie miejskim jest zmienna -ok. 80%; reszta to azot.

[stefan4]

wobo1704:
> Zawartość CH4 w gazie miejskim jest zmienna -ok. 80%; reszta to azot.

W miejskim czy w ziemnym? Zdawało mi się, że miejskiego już nie stosują.

- Stefan

[wobo1704]

> W miejskim czy w ziemnym?
Ziemnym.
Miało być 'w sieci miejskiej'.

O normach i kontrakcji

[kornel-1]

pomruk napisał:
>> Prawo zachowania masy jest w przybliżeniu prawdziwe, a żadne prawo >>zachowania objętości jakoś nie obiło mi się o uszy...
>
> Hm... Objętość łatwiej zmierzyć :) Prawo zachowania masy nie jest
> takie istotne: w zasadzie nikt nie liczy, ile otrzyma CO2 (w
> domowej praktyce) - liczy sie ilość otrzymanej energii z m3 gazu.
> Ta jest stała - przynajmniej gazownia o tym zapewnia :)

No... na pracowni fizycznej wykonywało się kiedyś pomiar wartości opałowej w kalorymetrze. Jakieś różnice między tym, co wyszło a tym, co powinno wyjść przypisywaliśmy niedoskonałości przyrządu. Kto by się ośmielił reklamować wówczas bratni gaz? ;-)

Dziś gazownia podaje w umowie parametry gazu. Można reklamować: gazownia wykona własną ekspertyzę ale obciąży kosztem odbiorcę, jeśli gaz będzie trzymać normę ;-)

Stara historia AD 1998. Doświadczony chemik z sąsiedniego pokoju wykonał w zimowy poranek analizę gazu na chromatografie gazowym. Wynik porażający był: 70% gazu w gazie (dokładnych wartości nie pamiętam ale to duże różnice były). Oczywiście afera na cały Kraków. W Kronice tv było ;-) Wykonane następnego dnia kolejne analizy nie potwierdziły tego składu. Nie wiem, czy to był incydent z zaazotowaniem, czy błąd pomiarowy.

> Prawo zachiowania objętości rzeczywiscie nie istnieje, o czym
> mozna boleśnie przekonac się, rozcieńczajac spirytus wodą. z 1 litra spirytusu i 1 litra wody wyjdzie nam niestety nieco mniej niż 2 litry mocnej wódki :)))

Z tego, co kiedyś czytałem, maksymalna kontrakcja występuje, gdy na 3 cząsteczki alkoholu przypada 1 cząsteczka wody. Łatwo sprawdzić, że takie stężenie odpowiada spirytusowi. Dalsze rozcieńczanie spirytusu wodą przyniesie, jak mi się wydaje, już tylko małe zmiany (tj. małe
deficyty objętości).

Warto dodać, że kontrakcja objętości dotyczy też gazów, więc wszelkie szkolne zadania obarczone są pewnym błędem.

Powstaje pytanie, czy istnieje dodatnia kontrakcja, czyli zwiększenie objętości przy mieszaniu cieczy. Owszem. Gdy do 50 cm3 wody dodamy 50 cm3 wody, otrzymamy w sumie 105 cm3 objętości! Oczywiście, przy korzystaniu z cylindrów rodzimej produkcji... ;-)

A tak na poważnie, to dodatnie odchylenie od prawa Raoulta też się zdarza. Na przykład przy mieszaniu octanu etylu dwusiarczku węgla [1].



[1]Volume Nonadditivity of Liquid Mixtures: Modifications to Classical
Demonstrations

Kornel

[stefan4]

kornel-1:
> Powstaje pytanie, czy istnieje dodatnia kontrakcja, czyli zwiększenie objętości
> przy mieszaniu cieczy.

Czy ,,dodatnia kontrakcja'' to to samo co ekspansja?

Ja myślę, że istnieje. Jak chcesz ją zaobserwować, to wlej sporą ilość wody do
naczynia ze stężonym kwasem siarkowym. Jeśli dobrze wyliczysz proporcje, to
mieszanka tak ekspanduje z naczynia, że będziesz zbierał z podłogi nie tylko ją,
ale też własne oczy...

Tak mnie w każdym razie straszyli dawno temu w szkole.

- Stefan

[kornel-1]

stefan4 napisał:
> Czy ,,dodatnia kontrakcja'' to to samo co ekspansja?

Powinienem był użyć cudzysłowu, tak jak ty uczyniłeś.
Tak, volume expansion, zwiększenie objętości. Ale określenie zwiększenie objętości nie zawęża pojęcia tylko do mieszania cieczy (ekspansja, czy zwiększenie objętości zachodzi i przy ogrzewaniu...).

> Ja myślę, że istnieje. Jak chcesz ją zaobserwować, to wlej sporą
> ilość wody do naczynia ze stężonym kwasem siarkowym. Jeśli dobrze
> wyliczysz proporcje, to mieszanka tak ekspanduje z naczynia, że
> będziesz zbierał z podłogi nie tylko ją, ale też własne oczy...

Takie wyrzucenie cieczy z naczynia można obserwować w prostszy sposób: gotując wodę w garnku :-p

Przy mieszaniu stężonego kwasu siarkowego z wodą następuje hydratacja cząsteczek H2SO4. Proces ten, silnie egzotermiczny, powoduje gwałtowny wzrost temperatury roztworu doprowadzając go do wrzenia. Taka to ekspansja ;-)

Kornel

[wobo1704]

Z gazownią rozliczamy się za m3 gazu.
1 mol CH4 to 22,4 litra. (przy ciśnieniu 1 atm.)
Ciścienie w instalacji miejskiej to poniżej 0,01 atm (ponad
ciśnienie atmosferyczne), czyli można zaokrąglić do 1 atm.
Jeżeli przyjmiemy optymistycznie, że zawartość procentowa CH4 wynosi
98%, to dalszy rachunek jest już prosty.

Ps. Gaz wysokometanowy wykorzystywany jest przede wszystkim tam
gdzie kaloryczność jest kryterium podstawowym. W sieci miejskiej
wystarczy, aby się palił i dlatego upycha się tu mieszanki z gazem
zaazotowanym.

[speedy13]

Hej

wobo1704 napisał:

> W sieci miejskiej
> wystarczy, aby się palił i dlatego upycha się tu mieszanki z gazem
> zaazotowanym.

z tego co słyszałem, powodem dodawania azotu jest dążenie do
obniżenia temperatury płomienia, coby się garnki i patelnie na piecu
nie stopiły...

[kornel-1]

speedy13 napisał:
> z tego co słyszałem, powodem dodawania azotu jest dążenie do
> obniżenia temperatury płomienia, cozzby się garnki i patelnie na piecu > nie stopiły...

Z tego, co czytalem, azot jest zawarty w gazie ziemnym, a jego zawartosc zalezy od zloza :)

Dodawanie azotu - wedlug firm dostarczajacych gaz ziemny - nie jest oplacalne, gdyz jest on 6 razy drozszy od samego gazu.

Kornel

[labadine]

A wiec znalazlem:
spalany gaz ziemny wydala 254 g/kw dwutlenku wegla
olej do ogrzewania wydala 372 g/kw -
a przy wytworzeniu 1kw pradu elektrycznego powstaje 951g dwutlenku wegla

[kornel-1]

labadine napisał:
> spalany gaz ziemny wydala 254 g/kw dwutlenku wegla
> olej do ogrzewania wydala 372 g/kw -
> a przy wytworzeniu 1kw pradu elektrycznego powstaje 951g dwutlenku wegla

Ale co to jest "kw"?

Kornel

[labadine]

kilowat,przepisalem to z niemieckiej gazety

[labadine]

to mialo byc w g/kWh

[kornel-1]

labadine napisał:
> kilowat,przepisalem to z niemieckiej gazety

No, dobrze, g/kWh, ale czy rozumiesz skąd się te liczby wzięły?

Są to ekwiwalenty CO2 przedstawione przez Öko-Institut w projekcie Globalen Emissions-Modell Integrierter Systeme (GEMIS) czasem różniące się od ilości wytwarzanego "czystego" CO2.

Dla gazu ziemnego masz więc liczbę 254 g CO2 na 1 kWh otrzymanej energii (w rzeczywistości dane pochodzące z wersji GEMIS 4.14 nie dotyczą faktycznie mierzonej wartości 298 g/kWh, lecz wartości teoretycznej obliczonej na podstawie ciepła spalania).

Ale jak sądzisz, te 254 gramy CO2 są "wydalone" (jak to określasz) przez 1 m3 gazu czy przez 1 kg gazu? Czy może mol gazu? A może 100 g gazu?

;-)

Kornel

[labadine]

Fakt jedne zrodla podaja wspolczynnik emisji CO2 254 g/kWh i inne 190 g/kWk, ten
drugi podaje nasz dystrybutor gazu.
Oni obliczaja w ten sposob:
1m3 x 10.56=10,56 kWh x 190g/kWh=2006 g=2,006 kg-CO2
Wg Gas de France te 190 g CO2 zostalo wydalone przez 947 l gazu.
Dla ciekawosci za 1kWh gazu placimy 0,05€- a rocznie za ogrzewanie wraz z ciepla
woda 650€ dla apartamentu o powierzchni 75m².Pozdrowienia