дано:
- масса угля = 7,55 кг = 7550 г,
- содержание углерода в угле = 95,1%,
- объёмная доля кислорода в воздухе = 21,2%.
найти: объём (н. у.) воздуха, необходимый для полного сжигания угля.
решение:
1. Рассчитаем массу углерода в угле.
Масса углерода = 7550 г * 0,951 = 7176,05 г.
2. Напишем уравнение реакции сжигания углерода:
C + O2 → CO2
3. Определим количество молей углерода.
Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль.
Количество молей углерода = масса углерода / молярная масса углерода
Количество молей углерода = 7176,05 г / 12 г/моль = 598,004 моль.
4. По уравнению реакции видно, что на 1 моль углерода требуется 1 моль кислорода. Следовательно, количество молей кислорода также будет равно 598,004 моль.
5. Рассчитаем объём кислорода (н. у.).
Используем закон Бойля-Мариотта: 1 моль газа занимает объём 22,4 л при стандартных условиях.
Объём кислорода = количество молей * 22,4 л/моль
Объём кислорода = 598,004 моль * 22,4 л/моль = 13349,3 л.
6. Теперь определим объём воздуха, учитывая, что в воздухе 21,2% кислорода.
Объём воздуха = объём кислорода / (объёмная доля кислорода)
Объём воздуха = 13349,3 л / 0,212 ≈ 62824,77 л.
ответ: для полного сжигания угля массой 7,55 кг потребуется примерно 62824,77 л воздуха (н. у.).