Определить объем воздуха затраченный на сгорание 500 литров метана если массовая доля примесей в нем 5% а массовая доля кислорода в воздухе 21%

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для сгорания метана необходимо кислород, который содержится в воздухе.

Массовая доля кислорода в воздухе составляет 21%, а значит массовая доля азота (второго газа в атмосфере) равна 79%.

Массовая доля примесей в метане составляет 5%, а значит массовая доля чистого метана равна 95%.

Рассчитаем количество метана и кислорода, необходимых для сгорания 1 л метана:

Масса метана = 500 л 0.95 плотность метана (плотность метана 0.717 кг/м^3)
Масса кислорода = 500 л 0.05 плотность кислорода (плотность кислорода 1.429 кг/м^3)

Уравнение сгорания метана:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Таким образом, для сгорания 1 моль метана необходимо 2 моля кислорода.

Масса метана = 500 л 0.95 0.717 кг/м^3 = 341.7 кг
Масса кислорода = 500 л 0.05 1.429 кг/м^3 = 35.725 кг

Мольная масса метана CH4 = (12 + 1 * 4) г/моль = 16 г/моль
Мольная масса кислорода O2 = 32 г/моль

Моль метана = 341.7 / 16 = 21.35625 мол
Моль кислорода = 35.725 / 32 = 1.11640625 мол

Так как для сгорания метана необходимо 2 моль кислорода, то количество кислорода необходимое для сгорания данного количества метана будет равно: 2 * 21.35625 мол = 42.7125 мол

Объем кислорода при нормальных условиях равен 22.4 л/моль
Объем кислорода, необходимый для сгорания данного количества метана будет равен: 42.7125 * 22.4 л/моль = 955.64 л

Таким образом, объем воздуха, затраченный на сгорание 500 л метана, составит приблизительно 955.64 л.