Скільки повітря потрібно для згоряння 40 літрів пропану? Яка частка кисню в повітрі?

Moroznyy_Korol_4770

1

Чтобы решить эту задачу, нам нужно знать следующую информацию:

1. Теплота сгорания пропана. Для этого воспользуемся табличными данными: теплота сгорания пропана равна примерно 46 кДж/г.

2. Молярная масса пропана. Молярная масса пропана (С3Н8) составляет примерно 44 г/моль.

3. Относительное содержание кислорода в воздухе. Воздух состоит преимущественно из азота (около 78%) и кислорода (около 21%).

Итак, давайте решим задачу пошагово:

Шаг 1: Найдем массу 40 литров пропана. Для этого воспользуемся формулой:

\[масса = плотность \times объем\]

При нормальных условиях плотность пропана равна примерно 1.88 г/л. Таким образом:

\[масса = 1.88 г/л \times 40 л = 75.2 г\]

Шаг 2: Найдем количество вещества пропана в молях. Для этого воспользуемся формулой:

\[количество вещества = масса / молярная\,масса\]

\[количество вещества = 75.2 г / 44 г/моль \approx 1.71 моль\]

Шаг 3: Найдем количество кислорода, необходимого для полного сгорания пропана. Из сбалансированного уравнения реакции сгорания пропана мы знаем, что на каждый молекулу пропана требуется 5 молекул кислорода. Таким образом, для 1.71 моль пропана понадобится:

\[количество кислорода = 1.71 моль \times 5 = 8.55 моль\]

Шаг 4: Найдем объем воздуха, необходимого для сгорания пропана. Так как воздух состоит из преимущественно азота и кислорода, то общий объем воздуха должен быть больше в общую 21% долю кислорода. Поскольку количество молей кислорода равно 8.55 моль, то общий объем воздуха будет:

\[общий\,объем\,воздуха = количество\,кислорода / доля\,кислорода\,в\,воздухе\]

\[общий\,объем\,воздуха = 8.55 моль / 0.21 \approx 40.71 моль\]

Шаг 5: Найдем объем воздуха в литрах. Для этого воспользуемся формулой:

\[объем\,воздуха\,в\,литрах = общий\,объем\,воздуха \times молярный\,объем\,воздуха\]

\[объем\,воздуха\,в\,литрах = 40.71 моль \times 22.4 л/моль \approx 912.5 л\]

Таким образом, для сгорания 40 литров пропана потребуется приблизительно 912.5 литров воздуха.

Чтобы найти долю кислорода в воздухе, мы воспользуемся данными о составе воздуха. По составу воздуха известно, что кислород составляет примерно 21% воздуха, что соответствует доле 0.21.

Таким образом, доля кислорода в воздухе составляет 0.21 или 21%.