Сжечь 32 г угля, состоящего на 94% из углерода. Сколько литров воздуха (см) задействовано?
Для того чтобы решить эту задачу, нам необходимо понять, сколько углерода содержится в 32 г угля и сколько кислорода из воздуха потребуется для его сгорания.
Определим массу углерода в угле: Уголь состоит на 94% из углерода, значит: \[ \text{масса углерода} = 32 \, \text{г} \times 0.94 = 30.08 \, \text{г} \]
Напишем уравнение реакции сгорания углерода: Уравнение реакции сгорания углерода (C) можно записать как: \[ C + O_2 \rightarrow CO_2 \] Здесь 1 моль углерода реагирует с 1 моль кислорода, чтобы образовать 1 моль углекислого газа.
Определим мольное количество углерода: Молярная масса углерода составляет примерно 12 г/моль: \[ n_C = \frac{30.08 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} \approx 2.51 \, \text{моля} \]
Определим необходимое количество кислорода: Поскольку 1 моль углерода требует 1 моль кислорода, то нам также нужно 2.51 моль кислорода.
Переведем моли кислорода в литры: При нормальных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газообразного кислорода занимает 22.4 литра: \[ V_{O_2} = n_O \times 22.4 \, \text{л/моль} = 2.51 \times 22.4 \approx 56.22 \, \text{л} \]
Таким образом, для сжигания 32 г угля, состоящего на 94% из углерода, потребуется примерно 56.22 литра кислорода. Поскольку воздух содержит около 21% кислорода, можно рассчитать необходимый объем воздуха:
\[ V_{воздуха} = \frac{V_{O_2}}{0.21} \approx \frac{56.22}{0.21} \approx 267.74 \, \text{л} \]
Таким образом, для сжигания 32 г угля потребуется приблизительно 267.74 литра воздуха.
