Verbrauch

Hallo,

Ich habe da eine Frage die sich mit Mathematik beschäftigt und deren Ausgangspunkt erstens das Kernkraftwerk und zweitens der Kernreaktor ist.
Zurm ersten: Wenn ich die Gesamtleistung und Gesamtarbeit des Energieverbrauches von Privathaushalten Deutschlands ausgerechnet habe wie errechne ich dann den täglichen Bedarf den ein Kohlekraftwerk an Braunkohle und Steinkohle benötigt aus ? Dabei habe ich „W“= die Arbeit der Grundlastversorgung von 86,4 GWh. wie gehts nun weiter? und dann den Vergleich Braunkohle zu Steinkohle. Wenn ich dieses weiß , dann muss ich noch die tägliche Emision errechenen. Hilllfffeeeee!

Zum zweiten: Nun haben wir einen Kernreaktor, wo die Spaltung der Nuklide durch thermische Neutronen erfolgt. Wie rechne ich die Energiebilanz. Hier habe ich stehen n (Pfeil) p+ e- . n = Neutron, p=Proton, e= ist Elektron. Das ganze nennt sich Inter-Kern-Reaktion.
Hier soll ich die kinetische Energie ausrechenen.

Gruß
Zehra

Hallo,
Zurm ersten: Wenn ich die Gesamtleistung und Gesamtarbeit des
Energieverbrauches von Privathaushalten Deutschlands
ausgerechnet habe wie errechne ich dann den täglichen Bedarf
den ein Kohlekraftwerk an Braunkohle und Steinkohle benötigt
aus ? Dabei habe ich „W“= die Arbeit der Grundlastversorgung
von 86,4 GWh. wie gehts nun weiter?

Nun würde ich die Energiemenge durch (Wirkungsgrad eines Modell-Kraftwerkes * theoret. Wirkungsgrad der Übertragungsstrecken) teilen. Beide sind kleiner 1.

Und zum Schluss diese Gesammtenergie durch den Energiegehalt eines kg Steinkohle resp. 2 kg Braunkohle teilen. Es kommt der (absolut theoretische) Tagesbedarf in kg heraus.

und dann den Vergleich
Braunkohle zu Steinkohle. Wenn ich dieses weiß , dann muss ich
noch die tägliche Emision errechenen. Hilllfffeeeee!

Die Verbrennung einer Tonne Kohle ergibt x kg Asche, y kg CO2, z kg Schwefeloxide usw usf.

Obige Menge Kohle einsetzen, fertig.

Anmerkung: aufgrund der technischen begebenheiten sind die soeben berechneten Mengen in der Praxis höher.

MfG

C.

Hallo Zehra!

aus ? Dabei habe ich „W“= die Arbeit der Grundlastversorgung
von 86,4 GWh.

Das ist doch schon mal eine gute Ausgangsbasis.

wie gehts nun weiter?

In dem du die Energiemenge durch den Heizwert deines gewünschten Brennstoffs und den Wirkungsgrad dividierst - wobei du natürlich genau auf die Einheiten achten musst.
Den Wirkungsgrad eines Kohlekraftwerks kannst du für eine Modellrechnung als 40% bzw. 0,4 annehmen.
Die Heizwerte der Brennstoffe findest du sicherlich im Internet. Wenn du statt der üblichen Einheit MJ/kg die Einheit t SKE bzw. BKE findest, müsstest du es besonderst leicht haben, da die SteinKohlenEinheit angibt, wieviele MWh eine Tonne Steinkohle bei der Verbrennung freisetzt.

und dann den Vergleich
Braunkohle zu Steinkohle.

Siehe oben, einfach die Rechnung für beide Fälle mit den jeweils passenden Stoffdaten durchführen.

Wenn ich dieses weiß , dann muss ich
noch die tägliche Emision errechenen. Hilllfffeeeee!

Welche Emission? Ich vermute mal aus dem Kontext, dass es um die CO2 Einsparung durch Nuklearkraftwerke geht - also wirst du wahrscheinlich auch die CO2 Emmision berechnen müssen.

Überlegung dazu: CO2 entsteht durch die Verbrennung von Kohlenstoff. Wenn du’s genau haben willst brauchst du jetzt also den Kohlenstoffgehalt deiner Brenstoffe. Für die ganz grobe Näherungsrechnung darf man ruhig mal annehmen, dass die Kohle vollständig aus Kohlenstoff besteht.

Jetzt brauchst du noch die Massenbilanz.
Aus einem Kohlenstoffatom wird mit dem Luftsauerstoff ein CO2 Molekül.
Jetzt kannst du aus dem Periodensystem der Elemente schnell die relativen Massen von C und CO2 ablesen bzw. ausrechnen, und auf deine täglich verbrannte Kohlenmenge hochrechnen.

Zum zweiten: Nun haben wir einen Kernreaktor, wo die Spaltung
der Nuklide durch thermische Neutronen erfolgt. Wie rechne ich
die Energiebilanz. Hier habe ich stehen n (Pfeil) p+ e- . n =
Neutron, p=Proton, e= ist Elektron. Das ganze nennt sich
Inter-Kern-Reaktion.
Hier soll ich die kinetische Energie ausrechenen.

Hmm, hier verstehe ich die Aufgabenstellung nicht ganz. Wenn es um die freigesetzte Energie bei einem Kernspaltungsprozess geht, musst du den Massendefekt ausrechnen. Die Summe der Massen aller beteiligten Teilchen vor der Kernreaktion ist nämlich minimalst höher als nach der Reaktion. Diese winzige Massendifferenz entspricht der durch die Kernreaktion freigesetzten Energie und lässt sich mit der Formel E=m*c² ausrechnen.

Und falls es dich interessiert: Der Turbinenwirkungsgrad liegt bei Kernkraftwerken oftmals deutlich niedriger (etwa bei 35%) als bei Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen. Deren „Krönung“ sind zur Zeit die GuD-Kraftwerke (Gasturbine und Dampfturbine) mit einem Wirkungsgrad von runden 50%.

Gruß

Stefan

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