Объем углекислого газа, образующегося при сжигании угля, можно определить с помощью уравнения химической реакции сгорания углерода (C) в кислороде (O₂).
Сгорание угля, состоящего преимущественно из углерода, можно описать уравнением:
\[ C + O_2 \rightarrow CO_2 \]
Определим молекулярную массу угля. Средняя молекулярная масса углерода (C) составляет примерно 12 г/моль.
Количество углерода в 1 кг угля: \[ 1 \text{ кг} = 1000 \text{ г} \] \[ n(C) = \frac{1000 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} \approx 83.33 \text{ моль} \]
По уравнению реакции видно, что 1 моль углерода дает 1 моль углекислого газа (CO₂). Поэтому количество образуемого CO₂: \[ n(CO_2) = n(C) = 83.33 \text{ моль} \]
Определим объем углекислого газа при нормальных условиях. При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем около 22.4 л: \[ V(CO_2) = n(CO_2) \times 22.4 \text{ л/моль} \] \[ V(CO_2) = 83.33 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 1866.67 \text{ л} \]
Таким образом, при сжигании 1 кг угля образуется примерно 1866.67 литров углекислого газа при нормальных условиях.