дано:
Масса метана (m_CH4) = 640 кг = 640000 г.
Молярная масса метана (M_CH4) = 16 г/моль.
Состав воздуха: примерно 21% кислорода и 79% азота.
Молярная масса кислорода (M_O2) = 32 г/моль.
найти:
Минимальный объем воздуха (V_air) при нормальных условиях, необходимый для полного сжигания метана.
решение:
1. Сначала найдем количество моль метана (n_CH4):
n_CH4 = m_CH4 / M_CH4 = 640000 г / 16 г/моль = 40000 моль.
2. Напишем уравнение реакции сгорания метана:
CH4 + 2 O2 -> CO2 + 2 H2O.
Из уравнения видно, что на 1 моль метана требуется 2 моль кислорода.
3. Найдем количество моль кислорода, необходимое для сжигания 40000 моль метана:
n_O2_required = 2 * n_CH4 = 2 * 40000 моль = 80000 моль.
4. Теперь найдем объем кислорода, необходимый для этой реакции. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 л:
V_O2 = n_O2_required * 22.4 л/моль = 80000 моль * 22.4 л/моль = 1792000 л.
5. Учитывая, что воздух содержит 21% кислорода, можно найти общий объем воздуха, необходимый для получения нужного количества кислорода:
V_air = V_O2 / 0.21 = 1792000 л / 0.21 ≈ 8533333.33 л.
6. Переведем в кубические метры:
V_air = 8533333.33 л / 1000 = 8533.33 м3.
ответ:
Минимальный объем воздуха, необходимый для полного сжигания метана массой 640 кг, составляет примерно 8533.33 м3.