Чтобы определить объем кислорода, необходимый для сгорания метана (СН₄), а также объем углерода, который образуется в процессе, нужно рассмотреть уравнение реакции сгорания метана.
Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[ CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O ]
Из уравнения видно, что для полного сгорания 1 моля метана требуется 2 моля кислорода.
Если у нас есть 448 литров метана, можно воспользоваться тем, что в условиях нормальных температур и давлений (н.т.д.) 1 моль газа занимает 22,4 литра.
Сначала найдем количество моль метана:
[ n_{CH_4} = \frac{448 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 20 \text{ моль} ]
Теперь найдем, сколько моль кислорода нужно для сгорания 20 моль метана. Из уравнения видно, что для 1 моль метана требуется 2 моль кислорода, следовательно:
[ n_{O_2} = 20 \text{ моль} \times 2 = 40 \text{ моль} ]
Теперь, рассчитываем объем кислорода:
[ V_{O_2} = n_{O_2} \times 22,4 \text{ л/моль} = 40 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 896 \text{ л} ]
Теперь переходим к объему углекислого газа, который образуется в результате сгорания. По уравнению видно, что при сгорании 1 моль метана образуется 1 моль углекислого газа. Поэтому, поскольку мы сжигали 20 моль метана, мы получим:
[ V_{CO_2} = n_{CO_2} \times 22,4 \text{ л/моль} = 20 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 448 \text{ л} ]
Итак, для сжигания 448 литров метана потребуется 896 литров кислорода и будет образовано 448 литров углекислого газа.
