Question

Дано: V смеси = 3 m3 φ H2 = 20% φ N2 = 10% φ CO2 =30% φ C2H2 = 20% φ C3H8 = 20% Найти: V воздуха для сжигания?

Answer 1

Гореть будут только С2Н2, С3Н8 и Н2
Пишем реакции
2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O
C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O
2Н2 + О2 = 2Н2О
Будем пользоваться законом Гей-Люссака
Считаем объем ацетилена
Если 3 куба смеси это 100%, то х кубов это 20%
x = 3 * 20 / 100 = 0.6 м³
Так как пропана и водорода столько же, то и объемы их такие же.
По уравнению первой реакции V(O2) = 2.5V(C2H2) = 2.5 * 0.6 = 1.5 м³
По уравнению второй реакции V(O2) = 5V(C3H8) = 5 * 0.6 = 3 м³
По уравнению третьей реакции V(O2) = 0.5V(H2) = 0.5 * 0.6 = 0.3 м³
Всего кислорода ушло 3 + 1.5 + 0.3 = 4.8 м³
Так как объемная доля кислорода в воздухе примерно 21%, то считаем объем воздуха
V(возд.) = 4.8 / 0.21 = 22.86 м³

Answer 2

Для решения этой задачи, нам понадобится информация о составе смеси и формула составления воздуха для сжигания.

Из данной нам информации, у нас имеется: - Объем смеси v = 3 м3 - Содержание фазы φ (фаза может быть азотом, водородом, углекислым газом, этином или пропаном): - φ h2 = 20% - φ n2 = 10% - φ co2 = 30% - φ c2h2 = 20% - φ c3h8 = 20%

Чтобы найти объем воздуха для сжигания, нам необходимо использовать стехиометрию сгорания смеси.

Стандартная формула для сгорания углеводородов выглядит следующим образом: Cn Hm + (n + m/4) O2 → n CO2 + m/2 H2O

Для каждых n молекул углеводорода необходимо n + m/4 молекул кислорода.

Однако, поскольку у нас не только углеводороды, а и другие газы, мы должны изменить формулу таким образом: Cn Hm Oo + (n + m/4 - o/2) O2 → n CO2 + m/2 H2O + o/2 O2

Теперь используем этот подход:

1. Найдем количество молекул каждого газа в смеси: - h2: 20% от 3м3 = 0.2 * 3 = 0.6 м3 - n2: 10% от 3м3 = 0.1 * 3 = 0.3 м3 - co2: 30% от 3м3 = 0.3 * 3 = 0.9 м3 - c2h2: 20% от 3м3 = 0.2 * 3 = 0.6 м3 - c3h8: 20% от 3м3 = 0.2 * 3 = 0.6 м3

2. Составим стехиометрическое уравнение для сжигания газов: Cn Hm Oo + (n + m/4 - o/2) O2 → n CO2 + m/2 H2O + o/2 O2

- Для h2 требуется 2 молекулы O2 для полного сгорания 1 молекулы h2. - Для n2 не требуется O2, так как азот является инертным газом. - Для co2 требуется 1 молекула O2 для полного сгорания 1 молекулы co2. - Для c2h2 требуется 5 молекул O2 для полного сгорания 2 молекул c2h2. - Для c3h8 требуется 10 молекул O2 для полного сгорания 4 молекул c3h8.

3. Теперь, используя полученную информацию, найдем количество требуемых молекул O2 для сжигания каждого газа: - Для h2: (0.6 м3 h2) * (1 молекула O2 / 1 молекула h2) = 0.6 молекул O2 - Для n2: не требуется O2 - Для co2: (0.9 м3 co2) * (1 молекула O2 / 1 молекула co2) = 0.9 молекул O2 - Для c2h2: (0.6 м3 c2h2) * (5 молекул O2 / 2 молекул c2h2) = 1.5 молекул O2 - Для c3h8: (0.6 м3 c3h8) * (10 молекул O2 / 4 молекул c3h8) = 1.5 молекул O2

4. Теперь сложим все найденные количества молекул O2, чтобы найти общее количество требуемых молекул O2: 0.6 молекул O2 + 0.9 молекул O2 + 1.5 молекул O2 + 1.5 молекул O2 = 4.5 молекул O2

Таким образом, для сжигания данной смеси требуется 4.5 молекул O2. Объем воздуха для сжигания можно рассчитать так, что объем воздуха содержит примерно 21% О2, поэтому объем воздуха будет составлять: (4.5 молекул O2) / (0.21 молекул O2/м3 воздуха) = 21.43 м3 воздуха

Таким образом, требуется около 21.43 м3 воздуха для сжигания данной смеси.