1 of 40

ΚΑΥΣΕΙΣ – ΚΑΥΣΙΜΑ

Τι είδους ανθρακούχα καύσιμα υπάρχουν;

2 of 40

ΚΑΥΣΟΞΥΛΑ

2.1. Καύση- καύσιμα

3 of 40

ΓΑΙΑΝΘΡΑΚΕΣ

Λιγνίτης

Τύρφη

Ανθρακίτης

Λιθάνθρακας

2.1. Καύση- καύσιμα

4 of 40

Λιγνίτης (Πτολεμαίδα)

Σήμερα, οι 8 λιγνιτικοί σταθμοί της ΔΕΗ αποτελούν το 42% της εγκατεστημένης ισχύος της και παράγουν το 56% περίπου της καθαρής ηλεκτρικής παραγωγής της ΔΕΗ.

Η χώρα μας κατέχει :

τη δεύτερη θέση σε παραγωγή λιγνίτη στην Ευρωπαϊκή Ένωση
έκτη θέση παγκοσμίως.

2.1. Καύση- καύσιμα

5 of 40

2.1. Καύση- καύσιμα

Λιγνίτης

6 of 40

2.1. Καύση- καύσιμα

Λιγνίτης

https://www.dei.gr/el/dei-omilos/i-dei/tomeis-drastiriotitas/symvatiki-paragogi/

7 of 40

2.1. Καύση- καύσιμα

Λιγνίτης

8 of 40

ΠΕΤΡΕΛΑΙΟ

2.1. Καύση- καύσιμα

9 of 40

ΒΕΝΖΙΝΗ

2.1. Καύση- καύσιμα

10 of 40

ΟΙΝΟΠΝΕΥΜΑ

2.1. Καύση- καύσιμα

Brazilian fuel station with four alternative fuels for sale: diesel (B3), gasohol (E25), neat ethanol (E100), and compressed natural gas (CNG).

11 of 40

2.1. Καύση- καύσιμα

ΥΓΡΑΕΡΙΟ (LPG)

12 of 40

ΥΓΡΑΕΡΙΟ (LPG)

2.1. Καύση- καύσιμα

13 of 40

ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ�(Natural Gas)

2.1. Καύση- καύσιμα

14 of 40

CNG�(Compressed Natural Gas)

2.1. Καύση- καύσιμα

15 of 40

ΚΩΚ

Παράγεται με ξηρή απόσταξη γαιανθράκων

Χρήση σε μεταλλουργία του σιδήρου

2.1. Καύση- καύσιμα

16 of 40

Pellets

2.1. Καύση- καύσιμα

Τα πέλλετς παράγονται από την συμπίεση της κοκκοποιημένης βιομάζας (πριονίδια, αγροτικά υπολείμματα) σε ειδική πρέσα μέσα από τις τρύπες ανοξείδωτου καλουπιού

17 of 40

ΚΑΥΣΙΜΑ

Ανθρακούχα καύσιμα

Φυσικά

Τεχνητά

Στερεά

Υγρά

Αέρια

Υγρά

Αέρια

Γαιάνθρακες,
ξύλα

Αργό πετρέλαιο

φυσικό αέριο

κωκ

βενζίνη,
diesel,
μαζούτ …
οινόπνευμα

υγραέριο,
προπάνιο,
βουτάνιο

2.1. Καύση- καύσιμα

18 of 40

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟΣ ΑΕΡΑΣ

Αέριο	Περιεκτικότητα (% v/v)
Άζωτο (N₂)	78,09
Οξυγόνο (O₂)	20,95
Αργόν (Ar)	0,93
Διοξείδιο του άνθρακα (CO₂)	~0,03
Νέον (Ne)	1,8 x 10^-3
Ήλιον (He)	5,24 x 10^-4
Κρυπτόν (Kr)	1,0 x 10^-4
Υδρογόνο (H₂)	5,0 x 10^-5
Ξένο (Xe)	8,0 x 10^-6
Όζον (O₃)	1,0 x 10^-6
Ραδόνιο (Rn)	6 x 10^-18

2.1. Καύση- καύσιμα

19 of 40

ΚΑΥΣΗ

…μιας ουσίας είναι η αντίδραση της με οξυγόνο (ή αέρα), όταν συνοδεύεται από παραγωγή φλόγας και θερμότητας

ΕΞΩΘΕΡΜΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ

2.1. Καύση- καύσιμα

Ελευθέρωση θερμότητας στο περιβάλλον

20 of 40

Μηχανή εσωτερικής καύσης

2.1. Καύση- καύσιμα

21 of 40

ΚΑΥΣΗ �ανθρακούχου καυσίμου

ΤΕΛΕΙΑ

ΑΤΕΛΗΣ

Επάρκεια Ο₂

Ανεπαρκής ποσότητα Ο₂

CΟ₂
H₂O

CΟ₂ ,
H₂O
CO,
C (αιθάλη)

▶ Διοξίνες …

προϊόντα

2.1. Καύση- καύσιμα

22 of 40

ΤΕΛΕΙΑ ΚΑΥΣΗ ΒΟΥΤΑΝΙΟΥ

Επαρκής ποσότητα Ο₂

C₄H₁₀_(g) + 13/2 O₂ _(g) → 4 CO₂_(g)+ 5 H₂O + θερμότητα

2.1. Καύση- καύσιμα

23 of 40

ΚΑΥΣΗ ΜΕΘΑΝΙΟΥ

Ανεπαρκής ποσότητα Ο₂

2 CH₄ _(g) + 3O₂ _(g) → 2 CO _(g) + 4 H₂O + θερμότητα

CH₄ _(g) + O₂ _(g)→ C _(s) + 2 H₂O + θερμότητα

Επαρκής ποσότητα Ο₂

CH₄ _(g) + 3 O₂ _(g) → 2 CO_{2 (g)} + 2 H₂O + θερμότητα

Τέλεια καύση

Ατελής καύση

2.1. Καύση- καύσιμα

24 of 40

2.1. Καύση- καύσιμα

25 of 40

ΑΤΕΛΗΣ ΚΑΥΣΗ

Πένθος στη Λάρισα για τους αδικοχαμένους φοιτητές

Αγωνία για τη ζωή των τριών φίλων τους που νοσηλεύονται στην εντατική

Θρήνος έχει «σκεπάσει» την πόλη της Λάρισας αλλά και τις πόλεις από όπου κατάγονταν οι πέντε φοιτητές, δύο εκ των οποίων βρήκαν τραγικό θάνατο μέσα στο σπίτι τους και οι άλλοι τρεις χαροπαλεύουν, δηλητηριασμένοι από μαγκάλι που άναψαν για να ζεσταθούν.

Οι νεαροί φοιτητές, ηλικίας από 20 έως 23 ετών, είχαν φτιάξει το αυτοσχέδιο μαγκάλι από κομμένο θερμοσίφωνο, αρχικά για να το χρησιμοποιήσουν ως ψησταριά έξω από το σπίτι.

Στη συνέχεια όμως το μετέφεραν μέσα για να ζεστάνουν το χώρο, που δεν είχε θέρμανση, χωρίς να ξέρουν - τα παιδιά αυτής της ηλικίας έχουν μεγαλώσει με το καλοριφέρ, ακόμη και οι γονείς τους δεν έχουν τέτοιες εμπειρίες, παλιές ιστορίες που κανείς δεν λέει πια εδώ και χρόνια - ότι έπρεπε να αφήσουν κάποιο παράθυρο ανοιχτό για να ανανεώνεται ο αέρας.

Το αποτέλεσμα ήταν τα παιδιά να δηλητηριαστούν από το μονοξείδιο του άνθρακα. Τους δύο νεκρούς - τον Νίκο Παπαχρόνη και τον Σάββα Παπαδόπουλο - και τους άλλους τρεις φοιτητές, που βρίσκονταν σε κωματώδη κατάσταση, βρήκε μέσα στο διαμέρισμα της οδού Παπαζαχαρίου συμφοιτήτρια τους μαζί με την ιδιοκτήτρια του διαμερίσματος.

Η νεαρή κοπέλα ανησύχησε, καθώς αναζητούσε τους νεαρούς στα κινητά τους τηλέφωνα και δεν μπορούσε να τους βρει. Φτάνοντας έξω από το σπίτι των φίλων της διαπίστωσε ότι βρίσκονταν μέσα, καθώς άκουγε τα κινητά τους να χτυπούν, όμως δεν ανταποκρίθηκε κανείς στο κουδούνι.

Με την βοήθεια της μητέρας της σπιτονοικοκυράς άνοιξαν την πόρτα και αντίκρισαν τους πέντε νέους σε λιπόθυμη κατάσταση, όπως διαπιστώθηκε στην συνέχεια δύο εκ των πέντε φίλων ήταν ήδη νεκροί.

Η κατάσταση της υγείας των τριών παιδιών που νοσηλεύονται είναι ακόμα κρίσιμη, αλλά οι γιατροί είναι συγκρατημένα αισιόδοξοι. Αναμένονται οι τοξικολογικές εξετάσεις στις σορούς των δύο φοιτητών που έχασαν τη ζωή τους προκειμένου να επιβεβαιωθεί και εργαστηριακά ότι ο θάνατός τους προήλθε από τις αναθυμιάσεις από το αναμμένο μαγκάλι.

ΒΗΜΑ, 01/03/2013

2.1. Καύση- καύσιμα

26 of 40

ΑΤΕΛΗΣ ΚΑΥΣΗ

«Μου κόστισε όταν έμαθα ότι έχασα τα δύο φιλαράκια μου, και ιδιαίτερα τον Σάββα, με τον οποίο ήμασταν μαζί από το πρώτο εξάμηνο» ανέφερε στη λαρισινή εφημερίδα «Ελευθερία» ο Λευτέρης Κλήμης. Σχετικά με το τι συνέβη το μοιραίο μεσημέρι, ο 23χρονος θυμάται ότι έβαλαν την ψησταριά στο σπίτι, «καθώς δεν είχαν λεφτά για πετρέλαιο, ενώ η ηλεκτρική σόμπα ήταν χαλασμένη». Λίγη ώρα αργότερα ένιωσε δύσπνοια και άρχισε να χάνει τις αισθήσεις του. «Ηρθαν τα παιδιά να με ρωτήσουν τι συμβαίνει και τους είδαν να σωριάζονται. Δεν μπορούσα να αντιδράσω ούτε όταν άκουγα το τηλέφωνο να χτυπάει και να με καλούν. Ηταν μια γλυκιά παράλυση» εξηγεί ο 23χρονος, ο οποίος παρέμεινε για περίπου έναν μήνα διασωληνωμένος, σε κωματώδη κατάσταση. Οι άλλοι δύο διασωθέντες είχαν λάβει εξιτήριο λίγες ημέρες μετά το συμβάν που συγκλόνισε όλη την Ελλάδα.

2.1. Καύση- καύσιμα

27 of 40

ΑΤΕΛΗΣ ΚΑΥΣΗ

Ζευγάρι πέθανε στο κρεβάτι του από το μαγκάλι

Τραγικό παιχνίδι έπαιξε η μοίρα για ένα ζευγάρι ηλικιωμένων που πέθανε στο κρεβάτι του από τις αναθυμιάσεις που έβγαζε το μαγκάλι.�Οι άτυχοι ηλικιωμένοι, ένας 79χρονος άντρας και η 74χρονη σύζυγός του, έμεναν στην Αθήνα και είχαν έρθει στην Κρήτη και συγκεκριμένα στις Γωνιές Ηρακλείου, για την κηδεία συγγενικού τους προσώπου. Τα ίχνη τους όμως, από το βράδυ της κηδείας και έπειτα εξαφανίστηκαν. �Συγγενείς και συγχωριανοί τους που προσπάθησαν να τους βρουν τηλεφωνικά δεν κατάφεραν να επικοινωνήσουν μαζί τους οπότε και ανησύχησαν.�Έτσι το βράδυ της Τρίτης, πήγαν στο σπίτι που διέμεναν και από το μισάνοιχτο παράθυρο είδαν το ζευγάρι να είναι ξαπλωμένο στο κρεβάτι χωρίς να αντιδρά στις εκκλήσεις τους. Αποφάσισαν λοιπόν να παραβιάσουν το παράθυρο, έσπασαν το τζάμι και διαπίστωσαν ότι οι ηλικιωμένοι κείτονταν νεκροί στο κρεβάτι τους.�Αμέσως ειδοποιήθηκαν οι αρχές ενώ ιατροδικαστής που έφθασε από το Ηράκλειο επιβεβαίωσε το γεγονός ότι ο θάνατος τους προήλθε από τις αναθυμιάσεις που έβγαζε το μαγκάλι.Οι σωροί των δύο ηλικιωμένων μεταφέρθηκαν στο Νοσοκομείο για τη διενέργεια νεκροψίας - νεκροτομής.

Πέμπτη, 26 Ιανουαρίου, 2012 ��

2.1. Καύση- καύσιμα

28 of 40

ΑΤΕΛΗΣ ΚΑΥΣΗ

Ανεπαρκής ποσότητα Ο₂

2 C + O₂ → 2 CO

Τοξικό αέριο

άχρωμο

άοσμο

άγευστο

Μονοξείδιο του άνθρακα

«Ο σιωπηλός δολοφόνος»

2.1. Καύση- καύσιμα

29 of 40

ΚΑΥΣΗ ΑΝΘΡΑΚΑ

ΤΕΛΕΙΑ

(ΠΛΗΡΗΣ)

ΑΤΕΛΗΣ

Επάρκεια Ο₂

Ανεπαρκής ποσότητα Ο₂

▶ C+Ο₂ → CO₂

▶2 C + O₂→ 2 CO

Μονοξείδιο του

άνθρακα

Διοξείδιο

του άνθρακα

ΑΤΕΛΗΣ ΚΑΥΣΗ

2.1. Καύση- καύσιμα

30 of 40

ΑΤΕΛΗΣ ΚΑΥΣΗ

2.1. Καύση- καύσιμα

31 of 40

Εξισώσεις τέλειας καύσης

O

H

C

Η σειρά για τους συντελεστές …

TEΛEIA ΚΑΥΣΗ

2.1. Καύση- καύσιμα

32 of 40

Εξισώσεις τέλειας καύσης

Τέλεια (πλήρης) καύση C₃H₈

C₃H₈

O₂

CO₂

H₂O

+

3

4

5

🖛 Μετράμε C σε α΄μέλος

🖛 Μετράμε Η σε α΄μέλος

🖛 Μετράμε Ο σε β΄μέλος

3 C

8 Η

(2 ⋅3 + 4⋅1) Ο

= 10 Ο

Συντελεστής 3 σε CΟ₂

Συντελεστής 4 σε Η₂Ο

Συντελεστής 5 σε Ο₂

Π.χ.1

TEΛEIA ΚΑΥΣΗ

2.1. Καύση- καύσιμα

33 of 40

Εξισώσεις τέλειας καύσης

Τέλεια (πλήρης) καύση

C₅H₁₀

O₂

CO₂

H₂O

+

5

🖛 Μετράμε C σε α΄μέλος

🖛 Μετράμε Η σε α΄μέλος

🖛 Μετράμε Ο σε β΄μέλος

5 C

10 Η

(5⋅2 + 5⋅1) Ο

= 15 Ο

Συντελεστής 5 σε CΟ₂

Συντελεστής 5 σε Η₂Ο

Συντελεστής 15/2 σε Ο₂

15

2

CH3-CH2-CH2-CH=CH2

Π.χ.2

TEΛEIA ΚΑΥΣΗ

2.1. Καύση- καύσιμα

34 of 40

Εξισώσεις τέλειας καύσης

Τέλεια (πλήρης) καύση C₃H₈Ο

C₃H₈Ο

O₂

CO₂

H₂O

+

3

4

9/2

🖛 Μετράμε C σε α΄μέλος

🖛 Μετράμε Η σε α΄μέλος

🖛 Μετράμε Ο σε β΄μέλος

3 C

8 Η

(2 ⋅3 + 4⋅1) Ο

= 10 Ο

Συντελεστής 3 σε CΟ₂

Συντελεστής 4 σε Η₂Ο

Συντελεστής 9/2 σε Ο₂

Π.χ.3

TEΛEIA ΚΑΥΣΗ

2.1. Καύση- καύσιμα

35 of 40

TEΛEIA ΚΑΥΣΗ

2.1. Καύση- καύσιμα

αφαίρεση H₂O _{( g )}

ΨΥΞΗ ή ΑΦΥΔΑΤΙΚΟ :

Η₂SΟ₄, CaCl₂

ΔΙΑΛΥΜΑ ΒΑΣΗΣ :

NaOH, Ca(OH)₂

αφαίρεση CO₂

✯ Ανάφλεξη

ΔV_καυσ= VΗ₂Ο

Δm_αφυδ= mΗ₂Ο

ΔV_καυσ= VCO2

► CO₂

► H₂O

► N₂

► O₂ ( περίσσευσε )

► N₂

► CO₂

► O₂ ( περίσσευσε )

► N₂

► O₂ ( περίσσευσε )

► ΑΕΡΑΣ : O₂ : 20 % v/v

► ΑΕΡΑΣ : N₂ : 80 % v/v

► ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΕΝΩΣΗ : C_xH_yO_ω

36 of 40

TEΛEIA ΚΑΥΣΗ

2.1. Καύση- καύσιμα

► CO₂ ► H₂O

► N₂► O₂ ( περίσσευσε )

► CO₂

► N₂► O₂ ( περίσσευσε )

► N₂

► O₂ ( περίσσευσε )

✯ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ✯

VO₂ (αρχική) = VO₂(αντέδρασε)+ VO₂(περίσσευσε)

🖎 Aν η καύση γίνει με οξυγόνο και όχι αέρα, στα καυσαέρια δεν υπάρχει Ν₂

🖎 Αν η καύση γίνει με την απαιτούμενη ποσότητα οξυγόνου ή αέρα, τελικά στα καυσαέρια δεν θα υπάρχει Ο₂

Για τον όγκο του οξυγόνου

ισχύει ότι :

► ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΕΝΩΣΗ : C_xH_yO_ω

► ΑΕΡΑΣ : O₂ : 20 % v/v

► ΑΕΡΑΣ : N₂ : 80 % v/v

37 of 40

Και μια ασκησούλα ...

▶ C₃H_{8 (g)} + 5 O_{2 (g)} → 3 CO_{2 (g)} + 4 H₂O_(l)

8,8 g C₃H₈ καίγονται πλήρως. Πόσα L CO₂ (stp) θα παραχθούν ;

Δίνονται : Ar (C) = 12, Ar (H) = 1

▶ n = m/Mr

1 mol

αντιδρά

5 mol

παράγονται

και

3 mol

4 mol

x ;

x = 0,6 mol CO₂

▶ CO₂ : V = n⋅Vm = 0,6⋅ 22,4 =

13,44 L CO₂

Μ_r = 3⋅12+8⋅1 = 44

= 8,8/44

= 0,2 mol C₃H₈

0,2 mol

1^ος τρόπος

38 of 40

Και μια ασκησούλα ...

▶ C₃H_{8 (g)} + 5 O_{2 (g)} → 3 CO_{2 (g)} + 4 H₂O_(l)

8,8 g C₃H₈ καίγονται πλήρως. Πόσα L CO₂ (stp) θα παραχθούν ;

Δίνονται : Ar (C) = 12, Ar (H) = 1

▶ n = m/Mr

x mol

αντιδρά

5x mol

παράγονται

και

3x mol

4x mol

3x ;

3x = 0,6 mol CO₂

▶ CO₂ : V = n⋅Vm = 0,6⋅ 22,4 =

13,44 L CO₂

Μ_r = 3⋅12+8⋅1 = 44

= 8,8/44

= 0,2 mol C₃H₈

X = 0,2 mol

2^ος τρόπος

39 of 40

Άλλη μια ασκησούλα ...

▶ CH_{4 (g)} + 2 O_{2 (g)} → CO_{2 (g)} + 2 H₂O_(l)

Ποσότητα CH₄ καίγεται πλήρως οπότε παράγονται 360 g νερού. Να βρεθεί η μάζα του CH₄και πόσα L αέρα (stp) απαιτούνται για την καύση.

Δίνονται : Ar (C) = 12, Ar (H) = 1 και σύσταση αέρα : 20 % v/v O₂

▶ n = m/Mr

x mol

αντιδρά

2x mol

παράγονται

και

x mol

2x mol

2x =20 mol

2x = 20 mol

▶ O₂ : V = n⋅Vm = 20 ⋅ 22,4 =

448 L O₂

Μ_r = 1⋅16+2⋅1 = 18

= 360/18

= 20 mol H₂O

10 mol

▶ Περιεκτικότητα 20 % v/v σημαίνει :

Στα 100 L αέρα,

περιέχονται

20 L O₂

448 L O₂

y ;

100⋅448 = 20⋅y

44800 = 20y

y = 2240 L αέρα (stp)

x = 10 mol

▶ m=n·Mr

=10·16

= 160 g CH₄

40 of 40

2.1.1. Ασκήσεις

http://users.sch.gr/mimaragkak/wordpress/?page_id=338