kunstbus

Ben jij de slimste mens? Test je kennisniveau op YaGooBle.com.
Dit artikel is 28 01 2018 14:35 voor het laatst bewerkt.

broeikasgassen

Vrije moleculen zijn moleculen die "geen last hebben van hun buren". In ideale gassen wordt voldaan aan de noodzakelijke voorwaarde daartoe: de gasmoleculen hebben onderling geen interactie. Reële gassen, onder normale omstandigheden van druk en temperatuur zoals in de lagere atmosfeer, voldoen daar bij benadering aan. Wat betekent dat? De gasmoleculen binnen een reëel gas dragen weinig of niets van hun energie over aan de andere gasmoleculen binnen dat gas. Daardoor is het mogelijk om per afzonderlijk gasmolecuul een beschouwing te geven over de energie daarvan. De totale som van de energieën van alle gasmoleculen is dan de totale energie-inhoud van dat gas. Hoe meer energie er "in een gas kan gaan zitten" hoe meer dat gas kan bijdragen aan het broeikaseffect.

Over welke energie praten we dan?

a. Als gasmoleculen zich vrijelijk door een ruimte kunnen begeven dan zijn snelheid (v) en massa (m) van het molecuul een maat voor de translatie-energie: dat is de kinetische energie (Ek) van dat molecuul: Ek = 1/2mv2. Deze zal voor elk molecuul binnen dat gas verschillend zijn, maar de gemiddelde kinetische energie kan berekend worden. Dat wordt in de kinetische gastheorie uitgewerkt.

b. Een gasmolecuul bezit minstens één covalente binding. In het simpelste geval, met het stikstofmolecuul N2 als voorbeeld, bezit een molecuul één binding die fungeert als een soort veer: beide atomen bewegen zich met een zekere frequentie afwisselend van elkaar af en naar elkaar toe. Dat wordt vibratie genoemd.
Als er energie aan dat molecuul wordt toegevoegd dan wordt die vibratiefrequentie verhoogd. Maar niet elke energietoevoeging leidt tot een hogere frequentie: alleen bepaalde, afgemeten hoeveelheden energie leiden tot frequentieverhoging. De vibratie-energieniveaus zijn gekwantificeerd. D.w.z.: er zijn alleen bepaalde frequenties, dus bepaalde energieniveaus mogelijk. Maar meer-atomige gasmoleculen, zoals het sterke broeikasgas CO2, hebben meer vibratietoestanden en kunnen dus meer energie opnemen. Dit omdat elke vibratiemogelijkheid z’n eigen vibratie-energieniveaus bezit. Vandaar dat dit type gasmoleculen, dat in de aardse atmosfeer voorkomt, meer energie, dus meer warmte, kan opslaan dan de relatief eenvoudige gasmoleculen als N2, O2, H2 enz.

c. Een gasmolecuul kan ook om z’n "symmetrie-assen" roteren. Hoe complexer zo’n molecuul, hoe meer rotatiemogelijkheden en hoe meer energie er in zo’n molecuul kan worden opgeslagen.

Nu even alles op een rijtje:
1. Translatie-energie kan elke waarde aannemen en levert dus de sterkste bijdrage aan de energie-inhoud van een bepaalde hoeveelheid gas.
2. Vibratie-energieniveaus liggen verder uit elkaar dan
3. Rotatie-energieniveaus omdat het minder energie kost om een molecuul te laten roteren dan om het te laten vibreren.

Als er energie wordt toegevoegd aan een gas dan treedt er toename op in translatie-energie en worden, afhankelijk van het niveau van de aangeboden energie, de energieniveaus van zowel rotatie als vibratie "van onder af" opgevuld. In z’n algemeenheid: de mate van warmteopslag binnen een gas wordt bepaald door de som van de translatie-, de vibratie- en de rotatie-energieën.

Creative Commons bronnen:
 • http://betavak-nlt.nl/dmedia/media/site-files/a8381/b502a/75629/13b5f/9fef1/nlt3-v118-CO2-opslag-versie1-3-Mei-2015.pdf - CO2-opslag: Zin of onzin?


Test je competentie op YaGooBle.com.

Pageviews vandaag: 40.