Какой объем воздуха потребуется для полного сгорания угля массой 30 кг с учетом состава угля: 82,2% углерода, 4,6%

Osa_7715

69

Для того чтобы решить эту задачу, нам понадобится знать соотношение между массой угля и объемом воздуха при полном сгорании. Из химического уравнения сгорания угля, мы знаем, что каждый молекулярный вес угля тратит 12 моль угля на 32 моля кислорода для полного сгорания.

Сначала нам нужно найти мольную массу угля. Для этого, мы должны учесть процентное содержание каждого элемента в угле. Масса углерода в 30 кг угля будет составлять 0,822 * 30 кг = 24,66 кг. Мольная масса углерода составляет 12 г/моль, поэтому количество молей углерода в угле равно 24,66 кг / 12 г/моль = 2,055 моль.

Аналогично, водорода составляет 0,046 * 30 кг = 1,38 кг. Мольная масса водорода составляет 1 г/моль, поэтому количество молей водорода в угле равно 1,38 кг / 1 г/моль = 1,38 моль.

Сера составляет 0,01 * 30 кг = 0,3 кг. Мольная масса серы составляет 32 г/моль, поэтому количество молей серы в угле равно 0,3 кг / 32 г/моль = 0,009375 моль.

Кислород составляет 0,04 * 30 кг = 1,2 кг. Мольная масса кислорода составляет 16 г/моль, поэтому количество молей кислорода в угле равно 1,2 кг / 16 г/моль = 0,075 моль.

Азот составляет 0,012 * 30 кг = 0,36 кг. Мольная масса азота составляет 28 г/моль, поэтому количество молей азота в угле равно 0,36 кг / 28 г/моль = 0,012857 моль.

Вода составляет 0,01 * 30 кг = 0,3 кг. Мольная масса воды составляет 18 г/моль, поэтому количество молей воды в угле равно 0,3 кг / 18 г/моль = 0,016667 моль.

Негорючая зола составляет 0,06 * 30 кг = 1,8 кг.

Теперь мы можем рассчитать, сколько моль угля будет использовано для полного сгорания. Суммируем количество молей для каждого элемента: 2,055 моль углерода + 1,38 моль водорода + 0,009375 моль серы + 0,075 моль кислорода + 0,012857 моль азота + 0,016667 воды = 3,549 моль.

Как было сказано ранее, каждый молекулярный вес угля тратит 32 моля кислорода на полное сгорание. Поэтому для полного сгорания 3,549 моль угля понадобится 3,549 моль угля * 32 моля кислорода/моль угля = 113,568 моля кислорода.

Мы знаем, что для каждой молекулы кислорода необходимо 22,4 л воздуха для полного сгорания. Поэтому для полного сгорания 113,568 моля кислорода нужно 113,568 моля кислорода * 22,4 л воздуха/моль кислорода = 2542,4192 л воздуха.

Таким образом, для полного сгорания угля массой 30 кг понадобится около 2542,42 л воздуха.

Итак, размер ответа составит около 2542,42 л воздуха.