Question

Какой объем кислорода, воздуха потребуется для сжигания 20 литров бутана?

Answer 1

C4H10 + 6,5O2 --> 4CO2 + 5H2O,
т. е. для сжигания одного моля бутана требуется 6,5 молей кислорода.
По закону Авогадро находим количество бутана: 20/22,4=0,8928 моль.
Для сжигания этого количества требуется 0,8928*6,5=5,8 молей кислорода, или 5,8*22,4=129,92 литра.
Мы в расчётах принимаем содержание кислорода в воздухе равным 21%. Тогда воздуха понадобится 129,92*100/21=619 литра.
Ответ: объем воздуха=619л

Answer 2

Для расчета количества кислорода, необходимого для сжигания 20 литров бутана, мы можем использовать химическое уравнение сгорания бутана:

\[ \text{C}_4\text{H}_{10} + \text{6.5 O}_2 \rightarrow \text{4 CO}_2 + \text{5 H}_2\text{O} \]

Из уравнения видно, что для сгорания одного моля бутана требуется 6,5 молей \(O_2\). Молярная масса бутана (\(\text{C}_4\text{H}_{10}\)) составляет приблизительно 58,12 г/моль.

Чтобы узнать количество молей 20 литров бутана при стандартных условиях (нормальных условиях температуры и давления), мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:

\[ PV = nRT \]

где \(P\) - давление, \(V\) - объем газа, \(n\) - количество молей газа, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура.

При нормальных условиях температуры и давления (\(STP\)) один моль газа занимает примерно 22,4 литра. Таким образом, можно вычислить количество молей бутана в 20 литрах:

\[ \text{моля} = \frac{\text{объем (л)}}{\text{объем одного моля (л/моль)}} = \frac{20 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 0.893 \text{ моль} \]

Теперь зная количество молей бутана, мы можем определить, сколько молей кислорода потребуется для полного сгорания этого бутана:

Для 0,893 моль бутана требуется:

\[ 0,893 \text{ моль бутана} \times 6,5 \text{ моль кислорода/моль бутана} = 5,8055 \text{ моль кислорода} \]

По уравнению сгорания один моль \(O_2\) занимает примерно 22,4 литра при \(STP\). Следовательно, для 5,8055 моль кислорода нужно:

\[ 5,8055 \text{ моль кислорода} \times 22,4 \text{ л/моль} \approx 130 \text{ литров кислорода} \]

Итак, для полного сгорания 20 литров бутана потребуется примерно 130 литров кислорода при условиях стандартной температуры и давления (STP).