



Heft 47. 
11. 1918, 
stoff von der beliebigen Konzentration ca, und 
co, in Wasserd f ler beliebigen K F 
¢o, m Wasserdampf von der beliebigen Konzen 
| tration co, bei der absoluten Temperatur T, 
so nimmt die freie Energie des Systems pro Mol 
um die Größe 
A=RT (in NK —1n cual ists 
CH? ‘ 

Bab’). 
Die Bestimmung der maximalen Arbeitsfähig- 
keit ist somit auf die der Gleichgewichtskonstan- 
ten K zurückgeführt; diese ist jedoch nur dann 
möglich, wenn im Gleichgewicht alle Reaktions- 
teilnehmer in endlichen, analytisch nachweisbaren 
Konzentrationen vorhanden sind, was durchaus 
nicht immer der Fall ist. Führt man z. B. die 
_ Vereinigung von H, und O, möglichst bei Zimmer- 
_ temperatur durch, oder nur wenig über dem Siede- 
_ punkte des Wassers, so erhält man reinen Wasser- 
dampf, in welchem man mit den heute zur Ver- 
fügung stehenden Hilfsmitteln keine Spur von 
den freien Reaktionsteilnehmern entdecken kann. 
- Erst bei wesentlich höheren Temperaturen, ober- 
halb 1000° ©. wird die Dissociation des Wasser- 
dampfes merklich und das Gleichgewicht daher 
analytisch bestimmbar. Aus den bei hohen Tempe- 
raturen bestimmten Gleichgewichtsverhältnissen 
kann man jedoch ohne prinzipielle Schwierig- 
keiten auch auf die bei tieferen Temperaturen 
herrschenden Verhältnisse schließen und daher 
 Gleiehgewichtskonstanten für alle Temperaturen 
berechnen. 
Die folgende kleine Tabelle, die der Referent 
an anderer Stelle’) berechnet, zeigt, daß, wie oben 
schen erwähnt, bei gewöhnlicher Temperatur die 
Arbeitsfihigkeit A dieser Reaktion‘ nahezu der 
Reaktionswärme ( entspricht, daß aber bei hohen 
Temperaturen recht erhebliche Unterschiede auf- 
treten können. 

Arbeitsfähigkeit und Reaktionswärme der 
Wasserstoffverbrennung”). 
A Q 
~ 109600 cal 116400 cal 
102200, ELRIDON, 
94.009 ,, 119400 , 
85 300° ,, 120 900 ,, 
16.300 %,; A 9 
Nun bestehen aber die technisch wichtigen 
Brennstoffe nicht aus reinem Wasserstoff, sondern 
aus Kohlenstoff oder aus Verbindungen von Koh- 
lenstoff mit Wasserstoff oder aus Kohlenoxyd, 
denen nur in einzelnen Fällen freier Wasserstoff 
 beigemengt ist (Leuchtgas, Wassergas). Die Ar- 
_ beitsfähigkeit der Kohlenoxydverbrennung kann 
man zwar genau so bestimmen, wie die der 
H2-Verbrennung, da sich ebenfalls ein Gleich- 
gewicht bei der Reaktion 2C0O+02=2C00;, ein- 
1) R ist die sogenannte Gaskonstante, In der natür- 
liche Logarithmus. 
2) Lehrb. d. Thermochemie und Thermodynamik, 
Berlin. Verlag von Jul. Springer 1912,.8. 247. 
3) Bei der Berechnung von A ist angenommen 
worden, daß Hs und Os von je 1 at Druck sich zu 
Wasserdampf von 1 at Druck vereinigen. 
| 
| co 
-I two) o 
bo be & oO 
| CI alll ood 
bo -T bo 
bo 
=I pissy a en, 
bo 

Sackur: Die Arbeitsleistung der Verbrennungsvorgänge. 1139 
stellt, welches bei hohen Temperaturen experimen- 
tell bestimmt und bei tieferen Temperaturen ent- 
sprechend berechnet werden konnte. Bei der Ver- 
brennung des Kohlenstoffs selbst aber, d. h. bei der 
Reaktion C + Oy = COz, ist das Gleichgewicht bis- 
her noch bei keiner einzigen Temperatur experi- 
mentell faßbar geworden, weil diese Verbrennung 
auch bei den höchsten erreichbaren Temperaturen 
praktisch vollständig verläuft. 
In diesem und anderen ähnlichen Fällen kann 
man sich jedoch durch einen Kunstgriff helfen, 
indem man die zu untersuchende, praktisch voll- 
ständig verlaufende Reaktion in zwei oder mehr 
Teilreaktionen zerlegt, deren jede einzelne zu 
einem experimentell bestimmbaren Gleichgewicht 
führt. Bei der Kohlenstoffverbrennung gelingt 
dies z. B. durch die folgende Zerlegung: 
Man reduziert Kohlendioxyd durch Kohlenstoff 
zu Kohlenoxyd und oxydiert dieses Kohlenoxyd 
wieder zu Kohlendioxyd. Bezeichnet man die Ar- 
beitsfahigkeiten dieser beiden Reaktionen mit A1 
und As, so erhält man also die Gleichungen 
C+C0,=2C0+4, 
2C0+0,=C00;,-+ A, 
und durch Addition dieser beiden Gleichungen die 
gesuchte Arbeitsfahigkeit der Kohlenstoffverbren- 
nung 
C+0,=C0,+4 +4. 
Auf diese Weise bereehnet sich nach Nernst 
At + As bei 1000° C. = 94660 cal, während die 
Verbrennungswärme des C bei Zimmertemperatur 
nur wenig mehr, nämlich 97 560 cal beträgt. Man 
sieht also auch aus diesem Beispiel, daß bei den 
wichtigen Brennstoffen die freie Energie der Ge- 
samtenergie sehr nahe gleich kommt. 
Um die Arbeitsfähigkeit der Kohlenwasserstoff- 
Verbrennungen zu berechnen, wie sie für den Be- 
trieb der Benzin- und Ölmotoren usw. maßgebend 
ist, müßte man zunächst die maximale Arbeit be- 
rechnen, die zur Zerlegung des Kohlenwasserstoffs 
in elementaren Kohlenstoff und Wasserstoff not- 
wendig ist und diese Arbeitsgröße von der freien 
Energie der Kohlenstoff- und Wasserstoffver- 
brennung in Abzug bringen. Nach unseren bis- 
herigen Kenntnissen ist diese Größe, die im allge- 
meinen nicht quantitativ bekannt ist, jedoch relativ 
klein gegen die bei der Verbrennung zu gewinnende 
Arbeit, da die gegenseitige Affinität des Wasser- 
stoffs und Kohlenstoffs viel kleiner ist als die 
Affinität beider Elemente zum Sauerstoff. Man 
wird daher schätzungsweise für die Berechnung des 
Nutzeffekts von mit Kohlenwasserstoffen betrie- 
benen Motoren so verfahren dürfen, als wenn der 
verwendete Brennstoff aus einer Mischung von 
Kohlenstoff und Wasserstoff bestände. 
Einen zweiten Weg zur Berechnung der maxi- 
malen Arbeitsfähigkeit chemischer Reaktionen bie- 
tet das von Nernst vor einigen Jahren aufgestellte 
neue Wärmetheorem, welches die Bestimmung eines 
Gleichgewichtes überflüssig machen und die Be- 
rechnung der freien Energie aus der Gesamtenergie 
und ihrer Temperaturabhäneigkeit, bzw. aus den 
spezifischen Wärmen der an der Reaktion teilneh- 
