Какую низшую теплоту сгорания имеют 1м3 этана, пропана, пентана и гексана? Известны теплоты образования горючих

Barsik

54

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо знать связь между теплотой сгорания и теплотой образования.

Теплота сгорания вещества - это количество теплоты, выделяющейся при полном сгорании единицы вещества (в данном случае - 1 м³) при стандартных условиях.

Теплота образования - это количество теплоты, поглощаемой или выделяющейся при образовании 1 моля вещества из элементов в стандартных условиях.

Связь между этими двумя величинами можно выразить следующим образом:

Теплота сгорания = (Теплота образования продуктов - Теплота образования реагентов) * количество молей

Для единицы объема (1 м³) теплота образования будет равна теплоте образования умноженной на количество молей, содержащихся в 1 м³.

Для этана:
Теплота образования этана = 88,4 кДж/моль
Молярная масса этана (C₂H₆) = 30 г/моль

Количество молей этана в 1 м³ можно рассчитать, зная плотность этана. Плотность этана = 1,264 кг/м³.

Тогда количество молей этана в 1 м³ будет:
Количество молей = (масса / молярная масса) = (1,264 кг / 30 г/моль) = 0,0421 моль

Теплота сгорания этана = (Теплота образования * Количество молей) = (88,4 кДж/моль * 0,0421 моль) = 3,7194 кДж/м³

Аналогичным образом, можно рассчитать теплоту сгорания пропана, пентана и гексана:

Пропан:
Теплота образования пропана = 109,4 кДж/моль
Молярная масса пропана (C₃H₈) = 44 г/моль
Плотность пропана = 2,009 кг/м³
Количество молей пропана в 1 м³ = (2,009 кг / 44 г/моль) = 0,0457 моль
Теплота сгорания пропана = (109,4 кДж/моль * 0,0457 моль) = 5,0006 кДж/м³

Пентан:
Теплота образования пентана = 184,4 кДж/моль
Молярная масса пентана (C₅H₁₂) = 72 г/моль
Плотность пентана = 0,626 кг/м³
Количество молей пентана в 1 м³ = (0,626 кг / 72 г/моль) = 0,0087 моль
Теплота сгорания пентана = (184,4 кДж/моль * 0,0087 моль) = 1,6003 кДж/м³

Гексан:
Теплота образования гексана = 211,2 кДж/моль
Молярная масса гексана (C₆H₁₄) = 86 г/моль
Плотность гексана = 0,654 кг/м³
Количество молей гексана в 1 м³ = (0,654 кг / 86 г/моль) = 0,0076 моль
Теплота сгорания гексана = (211,2 кДж/моль * 0,0076 моль) = 1,6072 кДж/м³

Итак, низшая теплота сгорания каждого вещества:
Этан: 3,7194 кДж/м³
Пропан: 5,0006 кДж/м³
Пентан: 1,6003 кДж/м³
Гексан: 1,6072 кДж/м³

Низшая теплота сгорания - это количество энергии, которое выделяется при полном сгорании 1 м³ данного вещества при стандартных условиях.