Электростанция сжигает в сутки 300 кг угля, в состав которого входят 82 % углерода и 2,8 % серы, остальное составляют негорючие примеси. Какой объем кислорода в м3 (н.у.) при этом…

Чтобы решить задачу, давайте постепенно разберёмся с информацией и проведем необходимые расчёты.

Шаг 1: Определение массы углерода и серы в угле

1. Масса угля: 300 кг.
2. Процент углерода в угле: 82%.
3. Процент серы в угле: 2,8%.

Теперь вычислим массу углерода и серы, содержащихся в 300 кг угля.

• Масса углерода: \[ \text{Масса углерода} = 300 \, \text{кг} \times 0.82 = 246 \, \text{кг} \]

• Масса серы: \[ \text{Масса серы} = 300 \, \text{кг} \times 0.028 = 8.4 \, \text{кг} \]

Шаг 2: Уравнения реакций

Теперь запишем уравнения реакций горения. Углерод (C) при горении реагирует с кислородом (O₂), образуя углекислый газ (CO₂): \[ C + O_2 \rightarrow CO_2 \]

Сера (S) также при горении реагирует с кислородом, образуя диоксид серы (SO₂): \[ S + O_2 \rightarrow SO_2 \]

Шаг 3: Рассчёт объёма кислорода

Теперь нужно рассчитать, сколько кислорода потребуется для сгорания углерода и серы.

1. Стехиометрия реакции углерода:
   • 1 моль углерода (12 г) требует 1 моль кислорода (32 г) для образования 1 моля углекислого газа.
   • Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль.
   • Молярная масса кислорода (O₂) = 32 г/моль.

Таким образом, для 246 кг углерода: \[ \text{Количество углерода в моль} = \frac{246000 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} = 20500 \, \text{моль} \] \[ \text{Количество кислорода для углерода} = 20500 \, \text{моль} \times 1 \, \text{моль O}_2/\text{моль C} = 20500 \, \text{моль O}_2 \]

2. Стехиометрия реакции серы:
   • 1 моль серы (32 г) требует 1 моль кислорода (32 г) для образования 1 моля диоксида серы.

Для 8.4 кг серы: \[ \text{Количество серы в моль} = \frac{8400 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 262.5 \, \text{моль} \] \[ \text{Количество кислорода для серы} = 262.5 \, \text{моль} \times 1 \, \text{моль O}_2/\text{моль S} = 262.5 \, \text{моль O}_2 \]

Шаг 4: Общая потребность в кислороде

Теперь суммируем количество кислорода, необходимого для сгорания углерода и серы: \[ \text{Общее количество кислорода} = 20500 \, \text{моль O}_2 + 262.5 \, \text{моль O}_2 = 20762.5 \, \text{моль O}_2 \]

Шаг 5: Перевод в объём кислорода при нормальных условиях

При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22.4 литра.

1. Переведём моли в литры: \[ \text{Объем кислорода в литрах} = 20762.5 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 465000 \, \text{л} \]

2. Переведём в кубические метры (1 м³ = 1000 л): \[ \text{Объем кислорода в м³} = \frac{465000 \, \text{л}}{1000} = 465 \, \text{м³} \]

Ответ

Объём кислорода, расходуемого на сгорание угля в этой электростанции, составляет 465 м³ (н.у.), округляя до сотых, остаётся 465.00 м³.