Какой объем воздуха объемную долю кислорода при днем равный 0 2 потребуется для сжигания 60 килограмм древесинного угля содержащих 12 процентов негорючих примесей
Для решения данной задачи нам нужно выяснить, сколько кислорода потребуется для сжигания 60 кг древесного угля с учётом негорючих примесей.
Шаг 1: Определение чистого веса угля
Из 60 кг древесного угля 12% — это негорючие примеси. Сначала найдем, сколько чистого угля остается:
Негорючая примесь: \[ 12\% \text{ от } 60\, \text{кг} = \frac{12}{100} \times 60 = 7.2\, \text{кг} \]
Чистый уголь: \[ \text{Чистый уголь} = 60\, \text{кг} - 7.2\, \text{кг} = 52.8\, \text{кг} \]
Шаг 2: Определение необходимого кислорода для сжигания
Сожжение угля можно описать уравнением реакции с кислородом. Углерод (С) в угле реагирует с кислородом (О₂) с образованием углекислого газа (CO₂):
\[ C + O_2 \rightarrow CO_2 \]
Для полного сгорания 1 моля углерода требуется 1 моль кислорода. Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль, а молярная масса кислорода (O₂) = 32 г/моль.
Найдем, сколько моль угля у нас есть:
\[ \text{Количество молей угля} = \frac{52.8\, \text{кг}}{0.012\, \text{кг/моль}} = \frac{52800\, \text{г}}{12\, \text{г/моль}} = 4400\, \text{моль} \]
Теперь вычислим, сколько кислорода нам нужно:
\[ \text{Количество молей O}_2 = 4400\, \text{моль} \text{ угля} \times 1 \text{ моль O}_2 = 4400\, \text{моль O}_2 \]
Шаг 3: Определение объема кислорода
При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль любого газа занимает 22.4 литра. Таким образом, можем вычислить объем кислорода, необходимого для реакции:
\[ \text{Объем O}_2 = 4400\, \text{моль} \times 22.4\, \text{л/моль} = 98560\, \text{л} \]
Шаг 4: Расчет объемной доли кислорода в воздухе
Рассчитаем, какая часть воздуха понадобится для этого объема кислорода. Объемная доля кислорода в воздухе составляет примерно 21%.
Отсюда, чтобы найти необходимый объем воздуха, используем следующую формулу: \[ \text{Объем воздуха} = \frac{\text{Объем O}_2}{\text{Объемная доля O}_2} = \frac{98560\, \text{л}}{0.21} \approx 469047.62\, \text{л} \]
Финальный ответ
Таким образом, для сжигания 60 кг древесного угля, содержащего 12% негорючих примесей, потребуется примерно 469048 литров воздуха.
