СКОЛЬКО БЕРЕЗОВОЙ ДРЕВЕСИНЫ НУЖНО СИНТЕЗИРОВАТЬ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЫДЕЛИВШЕГОСЯ CO2? Определите общее количество

Darya

11

Для решения данной задачи сначала найдем общее количество CO2, выделившегося при сжигании газовой смеси и бензина.

1. Рассмотрим газовую смесь, состоящую на 55% из пропана и на 45% из бутана. Для расчета количества выделившегося CO2 воспользуемся молярной массой вещества.

Молярная масса пропана (C3H8):
\(M(C3H8) = 3 \cdot M(C) + 8 \cdot M(H) = 3 \cdot 12,01 + 8 \cdot 1,01 = 44,1 \, \text{г/моль}\)

Молярная масса бутана (C4H10):
\(M(C4H10) = 4 \cdot M(C) + 10 \cdot M(H) = 4 \cdot 12,01 + 10 \cdot 1,01 = 58,1 \, \text{г/моль}\)

Поскольку пропан и бутан горят полностью, при сжигании одной молекулы каждого из этих веществ образуется по 3 молекулы CO2.

Тогда общее количество молекул CO2, выделившихся при сжигании газовой смеси, можно определить следующим образом:

\[
n(CO2_{\text{газ}}) = (0,55 \, \text{моль} \cdot 3) + (0,45 \, \text{моль} \cdot 3) = 2,4 \, \text{моль}
\]

Общая масса CO2, выделившегося при сжигании газовой смеси, будет:

\[
m(CO2_{\text{газ}}) = n(CO2_{\text{газ}}) \cdot M(CO2) = 2,4 \, \text{моль} \cdot 44,01 \, \text{г/моль} = 105,6 \, \text{г}
\]

2. Теперь рассмотрим количество выделившегося CO2 от сжигания 60 т бензина. Для этого сначала найдем массу CO2, выделяющейся при сгорании 1 т бензина.

Массовая доля углерода в бензине составляет примерно 85-95%. Возьмем среднее значение, равное 90%. Тогда массовая доля CO2, выделяющейся при сгорании 1 т бензина, будет составлять 3,66 т (тонн).

Общая масса CO2, выделившегося при сжигании 60 т бензина, будет:

\[
m(CO2_{\text{бензин}}) = 60 \, \text{т} \cdot 3,66 \, \text{т/т} = 219,6 \, \text{т}
\]

Теперь найдем общую массу CO2, выделенную при сжигании газовой смеси и бензина:

\[
m(CO2_{\text{общ}}) = m(CO2_{\text{газ}}) + m(CO2_{\text{бензин}}) = 105,6 \, \text{г} + 219,6 \, \text{т} = 220116.6 \, \text{кг}
\]

3. Далее определим объем березовой древесины, необходимый для поглощения выделившегося CO2.

Учитывая, что содержание углерода в древесине составляет 50,2%, можно выразить массу древесины через массу CO2:

\[
m(\text{древесина}) = \frac{{m(CO2_{\text{общ}})}}{{0,502}} = \frac{{220116,6 \, \text{кг}}}{{0,502}} = 437932,27 \, \text{кг}
\]

Теперь определим объем древесины. Для этого воспользуемся плотностью древесины, которая составляет 590 кг/м3:

\[
V(\text{древесина}) = \frac{{m(\text{древесина})}}{{\text{плотность}}} = \frac{{437932,27 \, \text{кг}}}{{590 \, \text{кг/м3}}} \approx 742,53 \, \text{м3}
\]

Таким образом, чтобы поглотить выделившийся CO2 при сжигании указанных газов и бензина, необходимо синтезировать примерно 742,53 м3 березовой древесины в лесной экосистеме.