Question

Найти объем воздуха, израсходованный на сжигание 500 л (н.у.) природного газа, содержащего 90% метана, 5% этана, 2% оксид углерода ( IV ) и 3 % азота, если объемная доля кислорода в возхухе равна 20%

Answer 1

Ответ:

общий объем воздуха, израсходованный на сжигание 500 л природного газа, составляет 4050 л (н.у.) + 225 л (н.у.) = 4275 л (н.у.) воздуха

Объяснение:

Объем воздуха, необходимый для полного сжигания 1 л (н.у.) метана, составляет 9 л (н.у.).

Объем метана в природном газе равен 500 л * 0,9 (объемная доля метана) = 450 л.

Таким образом, для сжигания 450 л метана требуется 450 л * 9 л (н.у./л метана) = 4050 л (н.у.) воздуха.

Объем этана в природном газе равен 500 л * 0,05 (объемная доля этана) = 25 л.

Так как для сжигания этана требуется 9 л (н.у.) воздуха на 1 л (н.у.) этана, то для сжигания 25 л этана требуется 25 л * 9 л (н.у./л этана) = 225 л (н.у.) воздуха.

Оксид углерода (IV) является частью природного газа и не сжигается. Поэтому его объем не влияет на количество воздуха, израсходованного на сжигание газа.

Объем азота в природном газе равен 500 л * 0,03 (объемная доля азота) = 15 л.

Так как азот не сжигается, его объем также не влияет на количество воздуха, израсходованного на сжигание газа.

Таким образом, общий объем воздуха, израсходованный на сжигание 500 л природного газа, составляет 4050 л (н.у.) + 225 л (н.у.) = 4275 л (н.у.) воздуха.

Answer 2

Для нахождения объема воздуха, необходимого для сжигания данного количества природного газа, мы можем использовать информацию о составе газа и его реакции с кислородом.

Сначала определим молекулярные массы компонентов газа:

1. Метан (CH4) имеет молекулярную массу приблизительно 16 г/моль.
2. Этан (C2H6) имеет молекулярную массу приблизительно 30 г/моль.
3. Оксид углерода (IV) (CO2) имеет молекулярную массу приблизительно 44 г/моль.
4. Азот (N2) имеет молекулярную массу приблизительно 28 г/моль.
5. Кислород (O2) имеет молекулярную массу приблизительно 32 г/моль.

Сначала найдем количество каждого компонента в 500 л (нормальных условиях) природного газа:

• Метан (CH4): 90% от 500 л = 0.9 * 500 л = 450 л
• Этан (C2H6): 5% от 500 л = 0.05 * 500 л = 25 л
• Оксид углерода (IV) (CO2): 2% от 500 л = 0.02 * 500 л = 10 л
• Азот (N2): 3% от 500 л = 0.03 * 500 л = 15 л

Теперь найдем массу каждого компонента:

• Метан (CH4): (450 л * 16 г/моль) / 22.4 л/моль = 324 г
• Этан (C2H6): (25 л * 30 г/моль) / 22.4 л/моль = 33.48 г
• Оксид углерода (IV) (CO2): (10 л * 44 г/моль) / 22.4 л/моль = 19.64 г
• Азот (N2): (15 л * 28 г/моль) / 22.4 л/моль = 18.75 г

Теперь рассчитаем, сколько кислорода требуется для сжигания каждого компонента. Для этого используем уравнения реакций сгорания:

1. Сгорание метана (CH4): CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Для 324 г метана требуется (324 г / 16 г/моль) = 20 моль кислорода.

2. Сгорание этана (C2H6): C2H6 + 7/2O2 -> 2CO2 + 3H2O

Для 33.48 г этана требуется (33.48 г / 30 г/моль) = 1.116 моль кислорода.

3. Сгорание оксида углерода (IV) (CO2): CO2 + 1/2O2 -> CO2

Для 19.64 г CO2 требуется (19.64 г / 44 г/моль) = 0.446 моль кислорода.

4. Сгорание азота (N2) не требует дополнительного кислорода, так как азот остается неизменным в реакции.

Теперь сложим количество кислорода, требуемое для сгорания каждого компонента:

20 моль (от метана) + 1.116 моль (от этана) + 0.446 моль (от оксида углерода) = 21.562 моль кислорода.

Теперь рассчитаем объем кислорода в нормальных условиях (1 моль газа при н.у. занимает 22.4 л):

Объем кислорода = 21.562 моль * 22.4 л/моль = 483.005 л

Итак, для сжигания 500 л (н.у.) природного газа потребуется около 483 л кислорода.