Question

Рассчитайте объем воздуха, необходимого для сгорания бензина, если массовая доля углерода 85%, а водорода 15 ​%

Answer 1

Ответ:

11552 л/кг

Объяснение:

Пусть был 1 кг бензина.
n = w*m/M
85% * 1 кг / 12 г/моль = 70.83 моль [C]
15% * 1 кг / 1 г/моль = 150 моль [H]
[C] + O2 = CO2
4[H] + O2 = 2H2O
На сгорание углерода уходит 70.83 моль * 1 / 1 = 70.83 моль O2, на сгорание водорода -- 150 моль * 1 / 4 = 37.5 моль O2, в сумме 108.3 моль O2. Его объём составляет 108.3 моль * 22.4 л/моль = 2425.92 л. Объёмная доля кислорода в воздухе -- 21%, поэтому потребуется объём воздуха в 2425.92 л / 21% = 11552 л

Answer 2

Для расчета объема воздуха, необходимого для сгорания бензина, мы должны учитывать химический состав бензина и его реакцию с кислородом из воздуха. Первым шагом будет определение химической формулы для бензина. Бензин часто представляется как углеводород с формулой C₈H₁₈.

Теперь, когда у нас есть химическая формула бензина, мы можем составить уравнение реакции сгорания:

C₈H₁₈ + 12.5O₂ → 8CO₂ + 9H₂O

Здесь 12.5 молекул кислорода требуются для сгорания 1 молекулы бензина. Теперь нам нужно учесть массовую долю углерода и водорода в бензине.

Массовая доля углерода (C) в бензине: 85% Массовая доля водорода (H) в бензине: 15%

Давайте предположим, что у нас есть 100 г бензина. Тогда масса углерода (C) в этом бензине составит 85 г, а масса водорода (H) составит 15 г.

Теперь мы можем рассчитать количество молекул бензина, которые у нас есть, используя их молярные массы:

• Молярная масса углерода (C): примерно 12 г/моль
• Молярная масса водорода (H): примерно 1 г/моль
• Молярная масса бензина (C₈H₁₈): (8 × 12 г/моль) + (18 × 1 г/моль) = 96 г/моль

Теперь, используя массу углерода и водорода в бензине, мы можем рассчитать количество молекул бензина:

• Молекулы углерода: 85 г / 12 г/моль = 7.08 моль
• Молекулы водорода: 15 г / 1 г/моль = 15 моль

Теперь мы знаем, что для сгорания 1 молекулы бензина требуется 12.5 молекул кислорода. Таким образом, для сгорания всех молекул бензина, которые у нас есть, нам потребуется:

7.08 моль C₈H₁₈ × 12.5 моль O₂/моль C₈H₁₈ = 88.5 моль O₂

Теперь мы можем рассчитать объем воздуха (кислорода), необходимый для сгорания этого количества бензина. При нормальных условиях (0°С и 1 атмосферном давлении) один моль газа занимает примерно 22.4 литра объема. Таким образом:

Объем воздуха = 88.5 моль O₂ × 22.4 л/моль = 1980 л

Таким образом, для сгорания 100 г бензина (с массовой долей углерода 85% и водорода 15%) потребуется примерно 1980 литров воздуха.