Question

Обчисліть об’єм повітря, який буде використано на спалювання 10 м3 газової суміші, до складу якої входить 85% метану, 10% пропану, 2% вуглекислого газу та 3% азоту.

Answer 1

Ответ:

В данной смеси гореть будут  только метан и пропан.

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

V (CH4) = 10 м3* 0,85 = 8,5 м3

V (O2) = 8,5 м3 *2 = 17 м3

C3H8+ 5O2 → 3CO2 + 4H2O

V (C3H8) = 10 м3 * 0,1 = 1 м3

V (O2) = 1 м3 *5 = 5 м3

Всего V (O2) = 17 + 5 = 22 м3

Содержание кислорода в воздухе 21%.

V воздуха = 22/0,21 = 104,8 м3  

Answer 2

Для обчислення об'єму повітря, який буде використаний на спалювання газової суміші, спершу треба визначити, яка кількість повітря потрібна для повного спалювання цієї суміші. Цей об'єм повітря розраховується на основі стехіометричних співвідношень реакції спалювання.

Спершу визначимо молекулярну масу кожного компонента газової суміші:

1. Метан (CH4):

   • Маса водню (H) = 1 г/моль
   • Маса вуглецю (C) = 12 г/моль
   • Маса метану (CH4) = (4 * Маса водню) + (1 * Маса вуглецю) = (4 * 1 г/моль) + (1 * 12 г/моль) = 16 г/моль

2. Пропан (C3H8):

   • Маса водню (H) = 1 г/моль
   • Маса вуглецю (C) = 12 г/моль
   • Маса пропану (C3H8) = (8 * Маса водню) + (3 * Маса вуглецю) = (8 * 1 г/моль) + (3 * 12 г/моль) = 44 г/моль

3. Вуглекислий газ (CO2):

   • Маса вуглецю (C) = 12 г/моль
   • Маса кисню (O) = 16 г/моль
   • Маса вуглекислого газу (CO2) = (1 * Маса вуглецю) + (2 * Маса кисню) = (1 * 12 г/моль) + (2 * 16 г/моль) = 44 г/моль

4. Азот (N2):

   • Маса азоту (N2) = (2 * Маса азоту) = (2 * 14 г/моль) = 28 г/моль

Далі визначимо кількість кожного компонента в газовій суміші:

• Метан (CH4) - 85% з 10 м3 = 0.85 * 10 м3 = 8.5 м3
• Пропан (C3H8) - 10% з 10 м3 = 0.1 * 10 м3 = 1 м3
• Вуглекислий газ (CO2) - 2% з 10 м3 = 0.02 * 10 м3 = 0.2 м3
• Азот (N2) - 3% з 10 м3 = 0.03 * 10 м3 = 0.3 м3

Тепер обчислимо кількість кисню, який потрібний для повного спалювання кожного компонента:

• Для метану (CH4): 2 молекули кисню на кожну молекулу метану.
• Для пропану (C3H8): 5 молекул кисню на кожну молекулу пропану.
• Для вуглекислого газу (CO2): 2 молекули кисню на кожну молекулу вуглекислого газу.

Зараз вирахуємо об'єм повітря, необхідний для спалювання кожного компонента:

• Для метану: (8.5 м3 * 2) м3 = 17 м3
• Для пропану: (1 м3 * 5) м3 = 5 м3
• Для вуглекислого газу: (0.2 м3 * 2) м3 = 0.4 м3

Зараз слід додати всі ці об'єми, щоб отримати загальний об'єм повітря, необхідний для повного спалювання газової суміші:

17 м3 (метан) + 5 м3 (пропан) + 0.4 м3 (вуглекислий газ) + 0.3 м3 (азот) = 22.7 м3

Отже, для повного спалювання 10 м3 газової суміші потрібно 22.7 м3 повітря.