Дано:
Количество студентов: 14
Время занятия: 2 часа 30 минут = 150 минут
Энергия, расходуемая одним студентом за 1 минуту: 10 кДж
Энергия, выделяемая из 1 моля глюкозы: 1520 кДж
Найти:
а) Количество граммов глюкозы, необходимое для 14 студентов на протяжении занятия
б) Количество граммов кислорода, необходимое для этого
в) Количество граммов углекислого газа, выделяемого в окружающую среду
Решение с расчетом:
а) Найдем общее количество энергии, которое израсходуют студенты за время занятия:
Общая энергия = 10 кДж/мин * 14 студентов * 150 мин = 21000 кДж
Теперь найдем количество моль глюкозы, необходимое для получения этой энергии:
Количество моль глюкозы = 21000 кДж / 1520 кДж/моль = 13.82 моль
И наконец переведем количество моль в граммы:
Молярная масса глюкозы = 180 г/моль
Количество грамм глюкозы = 13.82 моль * 180 г/моль = 2488.4 г
б) Количество кислорода, необходимое для полного окисления глюкозы:
6 моль кислорода требуется для окисления 1 моль глюкозы.
Объем кислорода, необходимый = 13.82 моль * 6 = 82.92 моль
Так как 1 моль газа при нормальных условиях занимает 22.4 литра, то
Объем кислорода, необходимый = 82.92 моль * 22.4 л/моль = 1854.048 л = 1854.05 л (округляем до двух знаков)
в) Количество молей углекислого газа, выделяемого:
По уравнению реакции полного окисления глюкозы, на каждую молекулу глюкозы формируется 6 молекул CO2.
Количество молекул CO2 = 13.82 моль глюкозы * 6 = 82.92 моль
Молярная масса CO2 = 44 г/моль
Масса CO2 = 82.92 моль * 44 г/моль = 3650.08 г = 3650.1 г (округляем до одного знака)
Ответ:
а) Для 14 студентов на занятии потребуется 2488.4 г глюкозы.
б) Потребуется 1854.05 л кислорода.
в) Выделится 3650.1 г углекислого газа.