Question

Який об'єм повітря, що містить 20% (об'єм) О2, потрібен для спалювання 1 м кубічний метану.

Answer 1

Дано:

V(CH₄)=1м³

Vm=22,4м³./кмоль

ω%(O₂)=20%

-------------------------

V(воздуха)-?

1. Определим количество вешества в 1м³ метана:

n(CH₄)=V(CH₄)÷Vm

n₁(CH₄)=1м³÷22,4м³/кмоль=0,04кмоль

2. Запишем уравнение реакции:

CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O

по уравнению реакции:

n(CH₄) =1кмоль  n(O₂) = 2кмоль

по условию задачи:

n₁(CH₄) =0,04кмоль  n₁(O₂) =0,08кмоль

3. Определим объем кислорода количеством вещества 0,08кмоль:

V(O₂)=n₁(O₂) xVm

V(O₂)=0,08кмольх22,4м³/кмоль=1,8м³

4. Определим объем воздуха, зная, что кислорода в воздухе 20%:  

V(воздуха) = V(O₂).х100%÷20%

V(воздуха) =1,8м³х100%÷21%=9м³

5. Ответ:  для спалювання 1м³ метану треба 9м³ повітря.

Answer 2

Для спалювання метану (CH4), потрібен кисень (О2) для реакції. Реакція спалювання метану з киснем виглядає так:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Стрілки вказують на перетворення речовин. Для спалювання 1 метра кубічного метану (1 м³ CH4), нам потрібно 2 метра кубічних метрів кисню (2 м³ O2) згідно з збалансованою реакцією.

Тепер, якщо у нас є повітря, яке містить 20% кисню за об'ємом, то залишок 80% складає азот (N2) та інші гази. Тому, щоб знайти об'єм повітря, потрібний для спалювання 1 м³ метану, ми можемо скористатись пропорцією:

1 м³ CH4 : 2 м³ O2 :: V : 100 м³ повітря,

де V - шуканий об'єм повітря.

Отже,

V = (1 м³ CH4 * 100 м³ повітря) / 2 м³ O2, V = 50 м³ повітря.

Таким чином, для спалювання 1 метра кубічного метану потрібно приблизно 50 метрів кубічних метрів повітря, яке містить 20% кисню за об'ємом.