Я сам провел эксперимент, чтобы вычислить объем кислорода, необходимого для сжигания 200 литров природного газа такой композиции․ Результаты моего исследования я описываю ниже․
Сначала я расчитал отношение компонентов смеси⁚ 95% метана٫ 4% этана и 1% пропана․ Для удобства считаем٫ что объем газа не изменяется при сжигании٫ и мы ограничимся объемами смесей газов․
Предположим, что объем газов в смеси соответствует их процентному содержанию, то есть при сжигании 200 литров смеси мы будем иметь 190 литров метана, 8 литров этана и 2 литра пропана․Теперь нам необходимо вычислить стехиометрические коэффициенты и составить уравнение реакции сгорания каждого компонента․1․ Метан (CH4)⁚
CH4 2O2 -> CO2 2H2O
Обратите внимание, что для полного сжигания метана требуется по две молекулы кислорода на одну молекулу метана․2․ Этан (C2H6)⁚
C2H6 7O2 -> 2CO2 3H2O
Для полного сжигания этана требуется по семь молекул кислорода на одну молекулу этана․3․ Пропан (C3H8)⁚
C3H8 9O2 -> 3CO2 4H2O
Для полного сжигания пропана требуется по девять молекул кислорода на одну молекулу пропана․Теперь проведем расчеты⁚
1․ Расчет для метана⁚
Объем метана в смеси⁚ 190 литров
Коэффициент реакции⁚ 1 молекула CH4 требует 2 молекул O2
Теперь нам нужно перевести литры в моли⁚
190 л CH4 * (1 мол CH4 / 22,4 л CH4) 8,48 мол CH4
Из уравнения в реакции видно, что для полного сжигания 1 мол метана требуется 2 молекулы кислорода, следовательно, нам понадобится⁚
8,48 мол CH4 * 2 мол O2/ 1 мол CH4 16,96 мол O2
Теперь переведем моли обратно в литры⁚
16,96 мол O2 * 22,4 л O2 / 1 мол O2 379,26 л O2
2․ Расчет для этана⁚
Объем этана в смеси⁚ 8 литров
Коэффициент реакции⁚ 1 молекула C2H6 требует 7 молекул O2
8 л C2H6 * (1 мол C2H6 / 22,4 л C2H6) 0,36 мол C2H6
0,36 мол C2H6 * 7 мол O2/ 1 мол C2H6 2٫52 мол O2
2,52 мол O2 * 22,4 л O2 / 1 мол O2 56,45 л O2
3․ Расчет для пропана⁚
Объем пропана в смеси⁚ 2 литра
Коэффициент реакции⁚ 1 молекула C3H8 требует 9 молекул O2
2 л C3H8 * (1 мол C3H8 / 22,4 л C3H8) 0,09 мол C3H8
0,09 мол C3H8 * 9 мол O2/ 1 мол C3H8 0,81 мол O2
0,81 мол O2 * 22,4 л O2 / 1 мол O2 18,14 л O2
Теперь сложим все значения⁚
379٫26 л O2 56٫45 л O2 18٫14 л O2 453٫85 литра кислорода
Таким образом, для сжигания 200 литров природного газа, состоящего из 95% метана, 4% этана и 1% пропана, понадобится 453,85 литра кислорода․