Какой объем воздуха (в нормальных условиях) будет необходим для полного сгорания 32 г угля? (Проведите вычисления

Рыжик

34

Для решения данной задачи, нам необходимо знать состав угля и процесс его сгорания. Уголь преимущественно состоит из углерода, а при полном сгорании угля, углерод соединяется с кислородом, образуя один молекулу углекислого газа (CO2).

Сначала нам необходимо найти молекулярную массу CO2. Молекулярная масса углерода (C) равна 12 г/моль, молекулярная масса кислорода (O) равна 16 г/моль. Так как в угле на каждый атом углерода приходится один атом кислорода, то молекулярная масса CO2 будет равна 44 г/моль.

Затем, мы можем использовать закон сохранения массы, согласно которому масса продуктов сгорания равна массе исходного вещества. Дано, что 32 г угля полностью сгорают, так что масса угля будет равна массе углекислого газа.

Теперь, нам нужно найти количество молей CO2, соответствующих 32 г угля. Для этого, мы можем использовать формулу:

\[
\text{количество молей} = \frac{\text{масса}}{\text{молекулярная масса}}
\]

Подставляя значения, получим:

\[
\text{количество молей CO2} = \frac{32 \, \text{г}}{44 \, \text{г/моль}} \approx 0.73 \, \text{моль}
\]

Таким образом, для полного сгорания 32 г угля потребуется примерно 0.73 моль CO2.

Наконец, мы можем использовать идеальный газовый закон, чтобы найти объем воздуха, соответствующий указанному количеству молей CO2. Идеальный газовый закон имеет вид:

\[
PV = nRT
\]

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

В данной задаче, нам дается количество молей CO2 (0.73 моль) и необходимо найти объем V. Давление и температуру мы считаем нормальными.

Универсальная газовая постоянная R равна 0.0821 л*атм/(моль*К).

Теперь, подставляя значения в формулу и решая ее относительно V, получаем:

\[
V = \frac{nRT}{P} = \frac{0.73 \, \text{моль} \cdot 0.0821 \, \text{л*атм/(моль*К)} \cdot 273 \, \text{К}}{1 \, \text{атм}} \approx 18.5 \, \text{л}
\]

Таким образом, для полного сгорания 32 г угля потребуется примерно 18.5 л воздуха в нормальных условиях.