На сколько увеличится количество выделяющейся теплоты при полном сгорании 1 кг водорода по сравнению со сгоранием

Золотая_Завеса

30

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо знать химический состав водорода (H2) и бензина (C8H18) и вычислить количество выделяющейся теплоты при их полном сгорании. Количество выделяющейся теплоты (Q) можно вычислить по формуле:

\[Q = m \cdot \Delta H\]

где \(m\) - масса вещества, подвергающегося реакции сгорания, а \(\Delta H\) - энтальпия горения данного вещества.

Массу вещества можно определить, зная его объем и плотность. Для водорода и бензина объемы заданы, поэтому мы можем приступить к расчетам.

1. Рассчитаем массу водорода (H2):
Молярная масса водорода (H2) составляет примерно 2 г/моль. Известно, что 1 литр водорода в нормальных условиях соответствует 0,0899 моль (по условию, объем 1 литра). Таким образом, масса водорода составит:

\[m_{\text{водорода}} = \text{количество молей} \times \text{молярная масса} = 0,0899 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль} = 0,1798 \, \text{г}\]

2. Рассчитаем массу бензина (C8H18):
Для расчета массы бензина, нам необходимо знать его плотность. Пусть плотность бензина составляет 0,72 г/см³. Зная, что 1 литр равен 1000 см³, мы можем выразить массу бензина следующим образом:

\[m_{\text{бензина}} = \text{объем} \times \text{плотность} = 2 \, \text{литра} \times 1000 \, \text{см³/литр} \times 0,72 \, \text{г/см³} = 1440 \, \text{г}\]

3. Рассчитаем количество выделяющейся теплоты для каждого вещества:
Для водорода известно, что при полном сгорании 1 моль водорода выделяется около 286 кДж теплоты. Таким образом, для 1 г водорода количество выделяющейся теплоты составит:

\[Q_{\text{водорода}} = \text{масса водорода} \times \text{энтальпия горения} = 0,1798 \, \text{г} \times \frac{286 \, \text{кДж}}{1 \, \text{моль}} = 51,5988 \, \text{кДж}\]

Для бензина известно, что при полном сгорании 1 г бензина выделяется около 48 кДж теплоты. Таким образом, для 1440 г бензина количество выделяющейся теплоты составит:

\[Q_{\text{бензина}} = \text{масса бензина} \times \text{энтальпия горения} = 1440 \, \text{г} \times \frac{48 \, \text{кДж}}{1 \, \text{г}} = 69120 \, \text{кДж}\]

4. Вычислим разницу в количестве выделяющейся теплоты:
Теперь мы можем найти разницу между количеством теплоты, выделяющейся при сгорании 1 кг водорода и при сгорании 2 литров бензина:

\[\Delta Q = Q_{\text{водорода}} - Q_{\text{бензина}} = 51,5988 \, \text{кДж} - 69120 \, \text{кДж} = -69068,4012 \, \text{кДж}\]

Ответ:
Таким образом, количество выделяющейся теплоты при полном сгорании 1 кг водорода меньше, чем при сгорании 2 литров бензина, и составляет примерно -69068,4012 кДж (теплота поглощается).