Question

Какой объем воздуха, содержащего 20% (объем.) О2, нужен для сжигания 1 м3 метана (н.в.).

Answer 1

Дано:
V(CH4)= 1 м³
φ(O2) =20% или 0,2
Найти:
V(возд.)=?

СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О
Из УХР следует, что n(O2)=2n(CH4), а т.к. в реакцию вступают газы, то
V(O2)=2V(CH4) = 2*1м³ = 2 м³
V(возд.) = 2м³/0,2 = 10 м³
Ответ: 10 м³

Answer 2

Для расчета объема воздуха, необходимого для сжигания 1 м^3 метана (нормальных условий), учитываем, что при сжигании метана в атмосфере воздух состоит примерно на 20.95% из кислорода (O2).

Уравнение для сгорания метана в кислороде выглядит следующим образом:

\[ CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O \]

Согласно уравнению, каждый молекул метана требуется две молекулы \(O_2\) для полного сгорания. Поскольку воздух содержит 20.95% кислорода, мы можем определить объем \(O_2\) в воздухе, используя это соотношение.

Объем \(O_2\) в воздухе = \(0.2095 \times\) объем воздуха

Теперь у нас есть соотношение \(O_2\) к объему воздуха. Для полного сгорания 1 м^3 метана потребуется 2 молекулы \(O_2\), следовательно, мы можем использовать следующее соотношение:

Объем \(O_2\) в воздухе / 2 = объем воздуха / 1

Теперь мы можем решить уравнение относительно объема воздуха:

\[ объем воздуха = 1 / (0.2095 \times 2) \]

\[ объем воздуха \approx 2.38 \, м^3 \]

Таким образом, для сжигания 1 м^3 метана потребуется примерно 2.38 м^3 воздуха, содержащего 20% \(O_2\).