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Energiegehalt von Treibstoffen

Zehn Übungen zu Heizwert, Energie je Liter und CO₂ je Megajoule.

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Übungsaufgaben

Zehn interaktive Übungen von AFB I bis AFB III. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen die gestuften Tipps, die Erklärung nach dem Prüfen zeigt den typischen Fehler.

A1
Was sagt der Heizwert?
AFB I

Welche Aussagen zum Heizwert sind richtig?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Der Heizwert ist eine Energie pro Masse, keine Temperatur (das wäre die Zündtemperatur). Über das CO₂ sagt er allein nichts aus — dafür braucht man den Kohlenstoffanteil.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen zum Energiegehalt.

5 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Die meisten Fehler entstehen, wenn Angaben je kg und je Liter vermischt werden.
A3
Lückentext: Heizwert und Dichte
AFB I

Setze die Begriffe ein — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Der gibt an, wie viel Energie beim vollständigen Verbrennen von 1 kg eines Stoffs frei wird; er wird meist in je Kilogramm angegeben. Dabei liegt das entstehende Wasser als vor. Kondensiert dieser, wird mehr Energie frei — diese Angabe heißt . Multipliziert man den Heizwert mit der , erhält man die Energie je Liter.

„Siedetemperatur“ bleibt übrig: Sie beschreibt einen Phasenübergang, keine Energie je Masse.
A4
Welche Angabe ist das?
AFB I

Ordne jede Angabe zu.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Energie je Masse
2Energie je Volumen
3keine Energieangabe
kg/L ist eine Dichte, g/mol eine molare Masse, g CO₂/MJ ein CO₂-Faktor — keine davon ist eine Energiemenge.
A5
Energie aus einer Gasflasche
AFB I

Eine Gasflasche für den Grill enthält 5 kg Propan (Heizwert 46,4 MJ/kg). Wie viel Energie in MJ liefert die volle Flasche?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
E = m · Hᵢ = 5 kg · 46,4 MJ/kg = 232 MJ (≈ 64 kWh). Typischer Fehler: durch den Heizwert teilen.
A6
CO₂ je Megajoule abschätzen
AFB II

Ordne ohne Tabelle von wenig zu viel CO₂ je MJ.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Methan (CH₄)
2Ethan (C₂H₆)
3Propan (C₃H₈)
4Octan (C₈H₁₈)
5Kohlenstoff (Koks, C)
Je mehr Wasserstoff pro Kohlenstoffatom, desto mehr Energie kommt aus der H-Verbrennung ohne CO₂. Das Verhältnis H : C sinkt von 4 (Methan) über 3 und 2,67 auf 2,25 (Octan) und 0 (Koks).
Vergleiche das Verhältnis H-Atome : C-Atome.
Reiner Kohlenstoff liefert seine ganze Energie nur über CO₂.
A7
Rechenkette: Butan im Campingkocher
AFB IIMix

Butan (C₄H₁₀, M = 58 g/mol) hat einen Heizwert von 45,7 MJ/kg: 2 C₄H₁₀ + 13 O₂ → 8 CO₂ + 10 H₂O. Betrachte 1 kg Butan.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Stoffmenge Butan mol
  2. Stoffmenge CO₂ mol
  3. Masse CO₂ kg
  4. CO₂ je Energie g/MJ
Die ersten drei Schritte sind die Stöchiometrie aus dem CO₂-Unterkapitel; neu ist nur der letzte: 3034 g : 45,7 MJ ≈ 66 g/MJ.
n(CO₂) = 4 · n(Butan).
CO₂ je MJ = m(CO₂) in g : (1 kg · 45,7 MJ/kg).
A8
Begriffe und Bedeutung
AFB II

Verbinde jeden Begriff mit seiner Bedeutung.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Heiz- und Brennwert unterscheiden sich nur in der Frage, ob das Wasser gasförmig oder flüssig vorliegt.
A9
Fehlersuche im Referat
AFB II

Ein Referat über Treibstoffe — drei Sätze sind falsch.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Häufig vertauscht: kWh und MJ (1 kWh = 3,6 MJ) sowie Heiz- und Brennwert.
Eine Aussage verwechselt „je kg“ mit „je Liter“.
Prüfe die Richtung der Einheitenumrechnung.
A10
Heizöl, Propan und Holz
AFB IIITrick

Gegeben: Propan 46,4 MJ/kg (flüssig 0,51 kg/L), Heizöl 42,6 MJ/kg (0,84 kg/L), Holz 15 MJ/kg. Schätze jedes Verhältnis ein.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = unter 0,5, 2 = 0,5 bis 0,9, 3 = etwa 1 (0,9 bis 1,1), 4 = 1,1 bis 2, 5 = über 2. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = unter 0,55 = über 2
Energie je kg: Propan zu Heizöl
Energie je Liter: Propan zu Heizöl
Energie je kg: Holz zu Heizöl
Energie je Liter: Heizöl zu Propan
Energie je kg: Propan zu Holz
Trick: Je kg liegt Propan knapp vor Heizöl (1,09), je Liter weit dahinter (23,7 : 35,8 ≈ 0,66). Die Reihenfolge kehrt sich mit der Bezugsgröße um.
Energie je Liter = Heizwert · Dichte.
Propan: 46,4 · 0,51 ≈ 23,7 MJ/L; Heizöl: 42,6 · 0,84 ≈ 35,8 MJ/L.