Was sind Brennwerte?
Brennwerte geben die bei der Verbrennung entstehende Wärmemenge an. Die Menschen bestimmen anhand von Brennwerten, wie effizient und effektiv Brennstoffe sind, und suchen nach Brennstoffen mit hohen Brennwerten für die Energieerzeugung. Diese Werte können auch in der Welt der Ernährung gesehen werden, wo sie verwendet werden, um zu bestimmen, wie viel Energie in Lebensmitteln enthalten ist. Je höher der Brennwert, desto mehr Energie kann jemand aus der Nahrung gewinnen. Deshalb werden Menschen wie Sportler dazu ermutigt, kalorienreiche Mahlzeiten zu sich zu nehmen, um ihren Körper während des Trainings und des Wettkampfs zu stärken.
Die Bestimmung des Brennwerts erfolgt in einem Gerät, das als Kalorimeter bezeichnet wird. Eine festgelegte Menge des zu untersuchenden Objekts wird unter kontrollierten Bedingungen verbrannt, und die Verbrennungsprodukte werden gemessen, um herauszufinden, wie viel Wärme während der Verbrennung freigesetzt wurde. Der sich ergebende Heizwert wird in Energie pro Einheit ausgedrückt, wie z. B. Kilokalorien pro Gramm bei Lebensmitteln.
Es können zwei verschiedene Maßnahmen angewendet werden. Der Heizwert, auch als höherer Heizwert (HHV) bezeichnet, setzt voraus, dass das bei der Verbrennung entstehende Wasser in flüssiger Form verbleibt. Der untere Heizwert oder der Brennwert (LHV) wird unter der Annahme berechnet, dass das erzeugte Wasser zu Dampf wird. Diese zwei unterschiedlichen Werte werden verwendet, um zu bestimmen, wie Brennwerte in der realen Welt mit verschiedenen Arten von Systemen angewendet werden.
Von den Brennstoffen hat Wasserstoff den höchsten Heizwert, was ihn zu einer hervorragenden Energiequelle zu machen scheint. Leider ist Wasserstoff nicht sehr stabil und erfordert eine besondere Handhabung. Dies macht es zu einem potenziell kostspieligen Kraftstoff, der dazu führt, dass Menschen auf alternative Kraftstoffe zurückgreifen, die einfacher zu handhaben sind. Einige andere Brennstoffe mit hohem Brennwert sind Methan und Benzin. Für Menschen, die sich für Themen wie den Brennwert von Kohle oder den Brennwert von Erdgas interessieren, sind Diagramme mit den Brennwerten bekannter Brennstoffe leicht verfügbar.
Bei der Entwicklung von Systemen, bei denen die Verbrennung von Kraftstoff als Energiequelle verwendet wird, müssen die Ingenieure die Brennwerte der verschiedenen Kraftstoffe berücksichtigen, aus denen sie auswählen können, und die Kosten und den Nutzen jedes Kraftstoffs abwägen. Die Systemeffizienz ist ein wichtiger Konstruktionswert, aber Ingenieure müssen sich auch mit Fragen wie der Lagerung von Kraftstoff, der möglichen Verschmutzung eines Kraftstoffs und der Verfügbarkeit des Kraftstoffs auf dem freien Markt befassen. Manchmal müssen Kompromisse eingegangen werden, um ein System für potenzielle Käufer zugänglicher zu machen, die möglicherweise mit Problemen wie der begrenzten Verfügbarkeit von Kraftstoff fertig werden.