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.