Дано:
Необходимая теплота (Q) = 30 МДж = 30000 кДж.
Теплота, выделяемая при сгорании водорода массой 2,0 г = 286 кДж.
Найти:
Объем водорода (H2), который следует сжечь для получения 30 МДж теплоты.
Решение:
1. Рассчитаем количество вещества водорода, которое соответствует 2,0 г:
Молярная масса H2 = 2 г/моль.
n(H2) = m / M = 2,0 г / 2 г/моль = 1 моль.
2. Теперь найдем, сколько теплоты выделяется при сгорании 1 моля водорода:
Q(1 моль H2) = 286 кДж.
3. Найдем, сколько молей водорода нужно для выделения 30000 кДж:
n = Q / Q(1 моль H2) = 30000 кДж / 286 кДж ≈ 104,9 моль.
4. Рассчитаем массу водорода, необходимую для этого количества:
m(H2) = n * M = 104,9 моль * 2 г/моль = 209,8 г.
5. Теперь найдем объем водорода в нормальных условиях:
Объем 1 моль газа при н. у. = 22,4 л.
V(H2) = n * Vm = 104,9 моль * 22,4 л/моль ≈ 2340,56 л.
Ответ:
Объем водорода, который следует сжечь для выделения 30 МДж теплоты, составляет примерно 2340,56 л.