№1: Сколько энергии выделяется при полном сгорании ме- тана в газовом баллоне объёмом 1000 литров ? Плотность метана равна 0,00717 г см3 .
Для того чтобы вычислить, сколько энергии выделяется при полном сгорании метана, сначала нужно узнать, сколько метана находится в газовом баллоне объемом 1000 литров.
Вычислим массу метана.
Плотность метана (ρ) равна 0,00717 г/см³. Сначала переведем объем из литров в кубические сантиметры:
\( 1000 \, \text{литров} = 1000 \times 1000 \, \text{см}^3 = 1{,}000{,}000 \, \text{см}^3 \)
Теперь, используя формулу для расчета массы:
\[ m = V \times \rho \]
где:
- \( V \) — объем,
- \( \rho \) — плотность.
Подставляем значения:
\[ m = 1{,}000{,}000 \, \text{см}^3 \times 0{,}00717 \, \text{г/см}^3 = 7170 \, \text{г} \]
Таким образом, в баллоне содержится 7170 граммов метана.
Теперь определим, сколько энергии выделяется при сгорании метана.
Полное сгорание метана (CH₄) описывается химической реакцией:
\[ \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} + Q \]
Здесь Q — теплота реакции. При сгорании 1 моля метана выделяется примерно 890 кДж энергии.
Теперь нужно перевести массу метана в моли. Молярная масса метана составляет около 16 г/моль.
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{7170 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} \approx 448,125 \, \text{моль} \]
Расчитаем количество выделившейся энергии.
Энергия, выделяемая при сгорании данного количества метана:
\[ E = n \times Q \approx 448,125 \, \text{моль} \times 890 \, \text{кДж/моль} \]
\[ E \approx 397{,}300 \, \text{кДж} \]
Таким образом, при полном сгорании метана в газовом баллоне объемом 1000 литров выделится примерно 397{,}300 кДж энергии.
