Определите количество расходуемого О2 и воздуха при сжигании 620 т газовой смеси (метан – 60 %, пропан – 15 %, бутан – 15 %, СО2
– 10 %). Какая
площадь древостоев бука необходима для производства такого количества
кислорода за 5 лет, если химический состав древесины следующий, %:
С – 50,4, Н – 6,2, О – 42,3, ее плотность равна 680 кг/м3, а текущий годовой
прирост древостоев – 6,4 м3/га?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала рассчитаем количество кислорода, необходимого для сжигания 620 т газовой смеси. Молекулярная масса метана(CH4) - 16 г/моль, пропана(C3H8) - 44 г/моль, бутана(C4H10) - 58 г/моль, углекислого газа(CO2) - 44 г/моль.

Масса метана в смеси: 620 т 0,6 = 372 т
Масса пропана в смеси: 620 т 0,15 = 93 т
Масса бутана в смеси: 620 т 0,15 = 93 т
Масса CO2 в смеси: 620 т 0,1 = 62 т

Масса кислорода, необходимого для сжигания всех компонентов смеси:
O2 для сжигания метана: 372 т / 16 г/моль 2 моль = 46 500 т
O2 для сжигания пропана: 93 т / 44 г/моль 5 моль = 10 625 т
O2 для сжигания бутана: 93 т / 58 г/моль 7 моль = 11 935 т
O2 для сжигания CO2: 62 т / 44 г/моль 2 моль = 6 700 т

Итого: 46 500 т + 10 625 т + 11 935 т + 6 700 т = 75 760 т кислорода

Теперь рассчитаем, сколько площади древостоя нужно для производства такого количества кислорода за 5 лет.
Древостой бука производит 6,4 м3/га в год, за 5 лет одна га древостоя произведет 6,4 * 5 = 32 м3 древесины.
Масса древесины, необходимая для производства 1 м3 древесины:
(50,4% С + 6,2% H) / (100% - 42,3% О) = 56,6%

Тогда для производства 75 760 т кислорода потребуется: 75 760 т / 0,566 = 133 849 т древесины
Это соответствует площади древостоя: 133 849 т / 32 м3/га = 4 182 га

Итак, для производства кислорода, необходимого для сжигания 620 т газовой смеси, за 5 лет потребуется площадь древостоя бука площадью 4 182 га.