Якій кількості теплоти виділиться під час згоряння 5 л метану (CH4)?

Картофельный_Волк

67

Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения энергии и уравнение реакции горения метана.

Сначала найдем уравнение реакции горения метана. Метан горит в кислороде, образуя углекислый газ и воду. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$$C{H}_4+2O_2\to C{O}_2+2H_{2}O$$

Теперь посчитаем количество молей метана, которое мы сожжем. Для этого нам понадобится узнать количество вещества метана в 5 л. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

$$PV=nRT$$

где P - давление, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Учитывая, что при нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 л, мы можем выразить количество молей метана следующим образом:

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

где V - объем метана, V_m - молярный объем метана.

Подставим значения в формулу:

$$n=\frac{5}{22,4}моль$$

Далее, используя коэффициенты в уравнении реакции горения метана, мы можем найти количество теплоты, выделяющейся при сгорании одного моля метана. Эта величина называется теплотой горения.

Теплота горения метана равна 890,4 кДж/моль.

Теперь мы можем найти полное количество теплоты, выделяющейся при горении 5 л метана.

$$Q=n\cdot Q_g$$

где Q - количество теплоты, n - количество молей метана, Q_g - теплота горения метана.

Подставим значения в формулу:

$$Q=\frac{5}{22,4}\cdot 890,4кДж$$

Выполним расчет:

$$Q\approx 1994,6кДж$$

Таким образом, при сгорании 5 л метана выделится примерно 1994,6 кДж теплоты.