Question

Сколько м³ воздуха содержащего 20% кислорода потребляется для сгорания 20м² метана ?

Answer 1

Напишем реакцию горения метана
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
Из уравнения видно, что кислорода требуется вдвое больше чем метана, поэтому, по закону Гей-Люссака, кислорода нужно: 20 * 2 = 40 м³
Считаем сколько нужно воздуха
V = V(O2) / φ = 40 / 0.2 = 200 м³

Answer 2

Для решения этой задачи нужно учесть химический состав сгорающих веществ и использовать стехиометрию реакций. В данном случае мы имеем сгорание метана (CH₄) в кислороде (O₂).

Сначала давайте рассмотрим уравнение реакции сгорания метана:

\[ CH₄ + 2O₂ \rightarrow CO₂ + 2H₂O \]

Из уравнения видно, что для полного сгорания одной молекулы метана требуется две молекулы кислорода. Теперь давайте учтем, что в воздухе около 20% составляет кислород (O₂), и 80% - азот (N₂). По молекулярным массам, азот в атмосферном воздухе можно принять примерно равным молекулярной массе кислорода.

Таким образом, объем воздуха (V) с 20% содержанием кислорода можно представить как:

\[ V = V_{\text{метана}} \times \left( \frac{0.20}{0.21} \right) \]

где \(V_{\text{метана}}\) - объем воздуха, необходимый для полного сгорания метана.

Теперь у нас есть информация, что 20 м² метана требуется для сгорания. Это означает, что мы знаем массу метана, так как метан в газовой форме не имеет объема. Для упрощения, допустим, что метан сгорает полностью (в идеальных условиях).

Масса метана (m) может быть найдена, используя его молярную массу. Стандартная молярная масса метана (CH₄) примерно равна 16 г/моль.

\[ m = \frac{\text{площадь} \times \text{высота}}{\text{объем} \times \text{количество молекул в моле}} \]

Теперь мы можем найти объем воздуха, необходимый для полного сгорания метана:

\[ V_{\text{метана}} = \frac{m \times 2}{0.20} \]

Теперь мы можем подставить это значение в наше первоначальное уравнение для нахождения объема воздуха с 20% кислорода:

\[ V = V_{\text{метана}} \times \left( \frac{0.20}{0.21} \right) \]

Таким образом, решение зависит от конкретных значений, которые вы используете для массы метана и других параметров. Если у вас есть конкретные числа, вы можете использовать эти формулы для расчета.