Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения массы в химических реакциях и балансы между реагентами и продуктами.
При разделении воздуха (в основном состоит из азота и кислорода) и образовании углекислого газа (CO2) происходят реакции с кислородом. Если мы предполагаем, что весь полученный углекислый газ образовался из кислорода, то реакции с участием углекислого газа можно рассмотреть следующим образом:
- Для образования 1 моля CO2 требуется 1 моль O2. Теперь давайте преобразуем объем углекислого газа в моли, используя общее правило: 1 моль газа занимает 22.4 литра при нормальных условиях.
Поскольку у нас 30 литров углекислого газа, мы можем посчитать:
[
\text{Количество моль CO2} = \frac{30 , \text{л}}{22.4 , \text{л/моль}} \approx 1.34 , \text{моль}
]
Соответственно, потребуется примерно 1.34 моль O2.
- Поскольку 1 моль газа также занимает 22.4 литра, объем потребного кислорода можно посчитать:
[
\text{Объем O2} = 1.34 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} \approx 30 , \text{л}
]
Теперь нам нужно рассмотреть приведенные ответы.
- Ответ Маши — 100000 м³. Это явно неправильно, так как чтобы получить такой объем необходимо много жидкости.
- Ответ Даши — 100 м³. Это тоже слишком много, так как мы говорим о нескольких десятках литров.
- Ответ Коли — 21000 л. Если преобразовать 21000 л в м³, то это будет 21 м³, что тоже не соответствует величине, которую мы рассчитали.
Таким образом, ни один из предложенных ответов не является правильным для объема кислорода, который был израсходован. Верный объем, исходя из расчета, должен быть близок к 30 л.