Вычислите, какой объем кислорода потребуется для сжигания 10 м3 этана (C2H6) (н.у.).
Для решения этой задачи необходимо воспользоваться уравнением реакции сжигания этана \(C_2H_6\). Реакция выглядит следующим образом:
\[ C_2H_6 + 7O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3H_2O \]
Из уравнения видно, что для сжигания 1 моль этана требуется 7 моль кислорода.
Теперь давайте рассмотрим объемные соотношения. При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. Это значит, что мы можем использовать объем газа для прямого расчета.
Определим, сколько моль этана содержится в 10 м³: \[ V_{C_2H_6} = 10\,m^3 = 10 \times 1000\,l = 10000\,l \] Теперь находим, сколько моль этана в этом объеме: \[ n_{C_2H_6} = \frac{V_{C_2H_6}}{22.4\,l/mol} = \frac{10000\,l}{22.4\,l/mol} \approx 446.43\,mol \]
Теперь, пользуясь стехиометрией уравнения реакции, найдем, сколько моль кислорода потребуется: \[ n_{O_2} = n_{C_2H_6} \times 7 = 446.43\,mol \times 7 \approx 3125.01\,mol \]
Переведем количество кислорода в объем: \[ V_{O_2} = n_{O_2} \times 22.4\,l/mol = 3125.01\,mol \times 22.4\,l/mol \approx 70000\,l \]
Можно перевести литры в кубические метры: \[ V_{O_2} = \frac{70000\,l}{1000} = 70\,m^3 \]
Таким образом, для сжигания 10 м³ этана потребуется примерно 70 м³ кислорода.
