Сколько м³ воздуха потребуется для сжигания 1м³ газа, содержащего 96% метана и 4% азота

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для сжигания 1 м³ газа, содержащего 96% метана и 4% азота, необходимо учитывать соотношение объемов метана и азота в процессе сгорания.

Молекулярный объем для метана (CH₄) можно считать равным 1 моль = 22.4 литра.

Сначала узнаем количество метана в 1 м³ газа:

Объем метана = 96% от 1 м³ = 0.96 м³

Молярная масса метана (CH₄) = 16 г/моль

Масса метана в 0.96 м³ газа:

Масса метана = (Молярная масса метана) (Объем метана) = 16 0.96 = 15.36 г

Теперь узнаем количество азота в 1 м³ газа:

Объем азота = 4% от 1 м³ = 0.04 м³

Молярная масса азота (N₂) = 28 г/моль

Масса азота в 0.04 м³ газа:

Масса азота = (Молярная масса азота) (Объем азота) = 28 0.04 = 1.12 г

Теперь рассчитаем, сколько моль азота и метана будет сожжено при полном сгорании:

1) 1 моль метана сгорает с 2 моль азота по уравнению сгорания:

CH₄ + 2O₂ => CO₂ + 2H₂O

2) Масса кислорода (O₂) для сгорания 1 моль метана:

Молярная масса кислорода (O₂) = 32 г/моль

Масса кислорода для сгорания 15.36 г метана:

Масса кислорода = (Масса метана) (Коэффициент соотношения кислорода к метану) = 15.36 2 = 30.72 г

3) Определим объем кислорода для сгорания 15.36 г метана:

Объем кислорода = (Масса кислорода) / (Молярная масса кислорода) = 30.72 / 32 = 0.96 м³

Общий объем воздуха для сгорания 1 м³ газа:

Общий объем воздуха = (Объем метана + Объем азота + Объем кислорода) = 0.96 + 0.04 + 0.96 = 1.96 м³

Таким образом, для сжигания 1 м³ газа, содержащего 96% метана и 4% азота, потребуется 1.96 м³ воздуха.