сколько энергии выделится при полном сгорании древесного угля массой 150 г

Задача: определить энергию, выделяющуюся при полном сгорании древесного угля массой 150 г.

1. Принципиальная установка

• При полном сгорании чистого углерода C до диоксида углерода CO2 энергия выделяется по реакции: C + O2 → CO2
• Энтальпия сгорания углерода равна примерно ΔHc(C) = -393,5 кДж на 1 моль C (то есть выделяется 393,5 кДж на каждый моль углерода).

2. Преобразование массы в количество вещества

• Молярная масса углерода M(C) ≈ 12,0 г/моль (можно взять 12,01 г/моль, разница несущественная для задачи).
• Масса угля: m = 150 г.
• Количество вещества: n = m / M ≈ 150 г / 12 г/моль ≈ 12,5 моль.

3. Вычисление выделенной энергии

• Энергия (модуль) при полном сгорании: E ≈ n × |ΔHc| ≈ 12,5 моль × 393,5 кДж/моль ≈ 4 918 кДж.
• Перевод в более удобные единицы: ≈ 4,92 МДж.

4. Ответ и примечания

• При предположении, что древесный уголь ведет себя как чистый углерод и процесс идёт без потерь, выделится примерно 4,9 МДж энергии.
• На практике уголь содержит примеси и некоторая часть массы может не вступать в реакцию; если учесть, например, углеродистость угля около 85%, энергия будет примерно 0.85 × 4,92 МДж ≈ 4,2 МДж. При более высокой чистоте углерода энергия близка к ~4,9 МДж.
• Также стоит помнить, что это теоретическое значение при идеальном сгорании и 25°C; реальная энергия в реальных условиях может быть меньше за счёт потерь теплообмена и неполного сгорания.

Коротко: для 150 г чистого углерода энергия ~4,92 МДж.