Дано:
Объем смеси газов = 140 м³.
Объемная доля пропана (C3H8) в смеси в 3 раза больше объемной доли бутана (C4H10).
Теплота сгорания 1 кг пропана = 47,54 МДж.
Теплота сгорания 1 кг бутана = 47,20 МДж.
Плотность пропана (при н. у.) ≈ 1,87 кг/м³.
Плотность бутана (при н. у.) ≈ 2,48 кг/м³.
Найти:
Количество теплоты, выделившееся при полном сгорании смеси газов.
Решение:
1. Определим соотношение объемных долей пропана и бутана:
Обозначим объемную долю бутана за V. Тогда объемная доля пропана будет равна 3V.
Общий объем смеси = V + 3V = 4V.
Следовательно, V = 140 м³ / 4 = 35 м³ (объем бутана).
Объем пропана = 3 * 35 м³ = 105 м³.
2. Рассчитаем массу пропана и бутана:
Масса пропана = Объем пропана * Плотность пропана.
Масса пропана = 105 м³ * 1,87 кг/м³ = 196,35 кг.
Масса бутана = Объем бутана * Плотность бутана.
Масса бутана = 35 м³ * 2,48 кг/м³ = 86,8 кг.
3. Рассчитаем количество теплоты, выделяющееся при сгорании:
Теплота от сгорания пропана = Масса пропана * Теплота сгорания пропана.
Теплота от сгорания пропана = 196,35 кг * 47,54 МДж/кг ≈ 9334,58 МДж.
Теплота от сгорания бутана = Масса бутана * Теплота сгорания бутана.
Теплота от сгорания бутана = 86,8 кг * 47,20 МДж/кг ≈ 4096,16 МДж.
4. Общая теплота, выделяющаяся при сгорании смеси:
Общая теплота = Теплота от сгорания пропана + Теплота от сгорания бутана.
Общая теплота ≈ 9334,58 МДж + 4096,16 МДж ≈ 13430,74 МДж.
Ответ:
При полном сгорании смеси пропана и бутана объемом 140 м³ выделится приблизительно 13430,74 МДж теплоты.