Um das empfindliche mechanische oder thermodynamische Gleichgewicht nicht aus der Balance zu bringen ist es unbedingt notwendig, eine ganz besondere Einfahrvorschrift strengstens zu beachten.
Das so populäre Hardy-Weinberg-Gleichgewicht (nach den weltberühmten Mathematikern G. H. Hardy und Wilhelm Weinberg; ich selbst habe früher zwei Poster von ihnen in meinem Kinderzimmer gehabt) kann dabei vernachlässigt werden, da damit lediglich ein Begriff der Populationsgenetik beschrieben wird.
Um dem Motor beim Einfahren den komplexen Ausgleich zwischen Kohlenstoffdioxid (CO2) und Kohlenstoffmonoxid (CO), das sich bei der Umsetzung von Kohlenstoffdioxid mit glühendem Kohlenstoff einstellt, zu ermöglichen - hohe Temperaturen verschieben dabei bekantlich das Gleichgewicht aufgrund der endothermen Reaktion auf die Produktseite (CO), eine Erhöhung des Drucks verschiebt es auf die Seite der Ausgangsstoffe (bestens bekannt als Edukte), da die Anzahl der gasförmigen Moleküle dadurch abnimmt. Das Boudouard-Gleichgewicht ist das nach O. L. Boudouard benannte Gleichgewicht (Siehe dazu auch das Prinzip von Le Chatelier und Braun: Prinzip vom kleinsten Zwang).
Wei jeder weiß, wird diese Reaktion auch bei der Erzeugung von Generatorgas angewandt.
Diese Prinzipien sind dabei eigentlich weitverbreitet und somit sollte sich die Eingangsfrage im Prinzip selbst beantwortet haben.
Wärmeentzug begünstigt exotherme (Energie freisetzende) Reaktionen, Wärmezufuhr begünstigt die endothermen (Energie verbrauchende) Reaktionen. Hierbei wird das Gleichgewicht (Konzentration) in Richtung des Produkts / der Produkte verschoben.
Bekanntestes Beispiel: Die sog. Knallgasreaktion, bei der aus Sauerstoff (O2) und Wasserstoff (H2) Wasser entsteht. Aber das dürfte ja jedem noch aus dem Physikunterricht der fünften Klasse geläufig sein, weshalb ich an dieser Stelle nicht weiter darauf eingehen möchte.
Nur soviel: Die freiwerdende Energie beträgt drH0 = -571,6 kJ/mol, d.h. es handelt sich um eine exotherme Reaktion. Nach den Gesetzmäßigkeiten der Thermodynamik beträgt die benötigte Energie für die entgegengesetzte Reaktion (2 H2O → 2 H2 + O2) drH0 = +571,6 kJ/mol, die Reaktion verläuft demnach endotherm. Erhöht man nun die Temperatur stark, so wird die Reaktion in diese Richtung ablaufen, oder, wenn man die obere Reaktion betrachtet, wird das Gleichgewicht auf die „linke Seite“ zu den Edukten Wasserstoff und Sauerstoff verschoben.
Aber auch das kann glücklicherweise vernachlässigt werden. Wichtiger ist sind die Vorgänge der Druckänderung (Leovince-Endtöpfe atmen übrigens nicht ein und aus) und der Stoffmengenänderung. Hypothetisch sei angemerkt, dass aus 4 Gasmolekülen auf der Eduktseite (linke Seite) 2 Gasmoleküle auf der Produktseite (rechte Seite). Wird nun der Druck erhöht, so weicht das System auf die volumenverkleinernde Seite - also diejenige mit weniger Molekülen - aus. Somit lässt sich durch Druckerhöhung die Bildung von Ammoniak begünstigen. In der Technik wird diese Reaktion daher bei ca. 450 Bar (45 MPa) Druck im sogenannten „Haber-Bosch-Verfahren“ durchgeführt.
Als allgemein bekannt darf man die Tatsache voraussetzen, dass das Haber-Bosch-Verfahren ein Verfahren zur synthetischen Herstellung von Ammoniak aus den Elementen Stickstoff und Wasserstoff ist. Die Reaktion hat aufgrund der Dreifachbindung des Stickstoffmoleküls trotz Katalysator noch eine hohe Aktivierungsenergie. Diese wird durch die hohe Temperatur aufgebracht. Die Reaktion selbst ist jedoch exotherm (Bildung von 2 NH3: ΔH0= -92,5 kJ/mol); die hohe Temperatur wirkt also der Synthese von Ammoniak entgegen und verringert deshalb die Ausbeute (Prinzip von Le Chatelier). Das Prinzip von Le Chatelier wird jedoch genutzt, indem man das Ammoniak laufend aus dem Reaktionsprozess isoliert, entfernt und durch Frischgas ergänzt und zudem den Druck hoch hält.
Der Volumenanteil NH3 im Gasgemisch beträgt rund 17,6 %. Der für die Reaktion nötige Wasserstoff wird heute meist durch die partielle Oxidation von Erdgas erschlossen, der Stickstoff wird wie schon im ursprünglichen Verfahren direkt aus der Luft entnommen. Der störende Sauerstoff wurde früher durch Reduktion mit Wasserstoff zu Wasser umgebildet und dann abgeschieden, heute wird er jedoch bei der Fraktionierung der flüssigen Luft abgetrennt.
Moderne Ammoniakanlagen erzeugen übrigens bereits mehr als 3.000 Tonnen pro Tag in einer Produktionslinie. Interesantes Detail! Findet Ihr nicht?
Aufgrund der hohen Druck- und Temperaturverhältnisse bei der Synthese des Ammoniaks entfallen etwa 1,1 % des Weltenergieverbrauchs auf das Haber-Bosch-Verfahren. Es ist benannt nach dessen Entwicklern, den deutschen Chemikern Fritz Haber (1868–1934) und Carl Bosch (1874–1940). Aber damit möchte ich Euch nicht langweilen.
Zurück zur Stoffmengenänderung: Wenn eine Carbonsäure in einem Alkohol gelöst wird, befindet sich das System zunächst nicht im Gleichgewicht. Wenn sich das Gleichgewicht eingestellt hat (z.B. nach Zugabe eines Katalysators oder nach –sehr langem– Warten) und die erste Reaktion abgelaufen ist, hat sich die Menge des Alkohols kaum verändert, es hat sich der Ester und eine entsprechende Menge Wasser gebildet und es ist eine sehr kleine Menge Carbonsäure übrig. Wenn jetzt die Mengen von Wasser und Alkohol verändert werden, z.B. durch abdestillieren des Alkohols und Zugabe von Wasser, und anschließend wieder das Gleichgewicht eingestellt wird, so läuft eine umgekehrte Reaktion ab. Die Menge des Wassers, da im großen Überschuss vorhanden, verändert sich fast nicht, der Ester wird nahezu vollständig verbraucht, die Carbonsäure und der Alkohol werden zurückgebildet. Eigentlich sehr schade!
Das bedeutet, dass man durch Zugabe einer Reaktionskomponente im Überschuss (Alkohol bzw. Wasser) steuern kann, welches Reaktionsprodukt (Ester oder Säure) im Gleichgewicht überwiegt. Das hat aber mit dem Zustand des Motors bei Auslieferung nichts zu tun!!
Zurück zum Thema Gleichgewicht. Betrachten wir zunächst die Systematik der Gleichgewichte:
statisches Gleichgewicht
dynamisches Gleichgewicht (synonym Stationäres Gleichgewicht)
in nicht-offnen Systemen (Gleichgewicht i. e. S.)
in offenen Systemen
Homöostatisches Gleichgewicht
Fließgleichgewicht (in der englischen Literatur *steady state*)
in rückwirkungsfreien Systemen
in Systemen mit Rückwirkung
Alles verstanden? Ich kann also nur ausdrücklich davor warnen, die vorgenannten Bedingungen bei der Montage von LeoVince X3-Endtöpfen zu ignorieren und empfehle den fachlichen Rat einschlägiger Foren, in denen die entsprechenden Einfahrvorschriften in allen erdenklichen Details nachzulesen sind.
Fazit: Ich würde mich zu Tode schämen, eine solche Frage in einem Forum zu posten, in dem das Thema - ich hab's übrigens genau nachgezählt - 14.721.659-mal erörtert wurde