Скільки повітря потрібно для спалювання 60 літрів бутену, з урахуванням об ємної частки кисню в повітрі?

Лисенок

64

Для начала, мы должны узнать общую химическую реакцию горения бутана:

$$C_4{H}_{10}+\frac{13}{2}{O}_2\to 4C{O}_2+5H_{2}O$$

Из уравнения реакции видно, что для полного спаления одного моля бутана необходимо $\frac{13}{2}$ молей кислорода. В нашем случае мы хотим узнать, сколько кислорода необходимо для спаления 60 литров бутана.

Для этого нам нужно узнать сколько молей бутана мы имеем. Для этого воспользуемся формулой:

$$n=\frac{V}{V_m}$$

Где $n$ - количество молей вещества, $V$ - объем вещества, $V_m$ - молярный объем. Для идеального газа $V_m$ равен приблизительно 22.4 литра/моль.

Таким образом, количество молей бутана равно:

$$n_{C_4{H}_{10}}=\frac{60}{22.4}\approx 2.68моль$$

Теперь мы можем рассчитать количество молей кислорода, необходимое для полного спаления 2.68 моль бутана, используя коэффициенты уравнения реакции:

$$n_{O_2}=\frac{13}{2}\cdot n_{C_4{H}_{10}}=\frac{13}{2}\cdot 2.68\approx 17.38моль$$

Теперь мы можем рассчитать объем кислорода, необходимый для полного сжигания указанного количества бутана. Для этого воспользуемся обратной формулой:

$$V=n\cdot V_m$$

Подставим значения:

$$V_{O_2}=17.38\cdot 22.4\approx 389.15литров$$

Таким образом, для сжигания 60 литров бутана, учитывая объемную долю кислорода в воздухе, необходимо около 389 литров кислорода.

Обратите внимание, что эта оценка может не учитывать другие компоненты воздуха, которые могут влиять на реакцию горения. Также в реальности, полное сгорание может быть недостижимо из-за различных факторов, таких как недостаток кислорода или неидеальные условия сгорания. Однако, эта оценка даст нам общее представление о необходимом объеме кислорода для сжигания 60 литров бутана при учете объемной доли кислорода в воздухе.