Рассчитать объем и массу окислительной среды, необходимые для горения i-го горючего вещества. Горючее вещество: Ацетилен
Химическая Формула: C2H2
Количество горючего – 150 л
Состав окислительной среды – Cl2 - 18%, N2 - 82%
Условия горения: нормальные, α = 1,8

Добрый день!

Для решения данной задачи, нам необходимо рассчитать объем и массу окислительной среды, необходимые для горения ацетилена.

Шаг 1: Найдем массу ацетилена
Масса ацетилена (C2H2) может быть найдена из его молярной массы. Молярная масса ацетилена равна сумме молярных масс атомов углерода (C) и водорода (H).
Молярная масса атома углерода (C) составляет 12 г/моль, а молярная масса атома водорода (H) составляет 1 г/моль.
Таким образом, молярная масса ацетилена составляет:
2 × (молярная масса C) + 2 × (молярная масса H) = 2 × 12 + 2 × 1 = 26 г/моль.

Шаг 2: Рассчитаем количество молей ацетилена
Количество молей ацетилена можно найти, используя его объем и уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT,
где P - давление, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Поскольку условия горения нормальные, температура составляет 273 К, а давление составляет 1 атмосферу (760 мм рт. ст.).
Таким образом, уравнение может быть записано как:
(1 атмосфера) × (150 л) = n × (0,0821 л × атм/моль × К) × (273 К).

Из этого уравнения мы можем решить для количества молей:
n = (1 × 150) / (0,0821 × 273).

Шаг 3: Рассчитаем объем окислительной среды
Количество молей окислительной среды (Cl2 и N2) должно быть таким же, как количество молей ацетилена, чтобы правильно сгореть.
Таким образом, объем окислительной среды будет равен общему объему ацетилена и окислителя:
Vокисл. среды = Vацетилен + Vоксидатор,

Vацетилен = 150 л, из условия,
Vоксидатор - объем окислителя.

Шаг 4: Рассчитаем массу окислительной среды
Для рассчета массы окислительной среды, нам необходимо знать молярные массы Cl2 и N2.
Молярная масса Cl2 составляет 71 г/моль, а молярная масса N2 составляет 28 г/моль.
Состав окислительной среды указан как Cl2 - 18%, N2 - 82%.
Значит, массовая доля Cl2 в окислительной среде составит 18 г/100 г, а массовая доля N2 составит 82 г/100 г.

Обозначим массу окислительной среды как M массов. Следовательно,

M массов. = M Cl2 + M N2,
где M Cl2 - масса Cl2, M N2 - масса N2.

Мы уже знаем, что объем окислительной среды равен Vокисл. среды = Vацетилен + Vоксидатор.
Мы также можем сказать, что масса окислительной среды будет пропорциональна ее объему.
Таким образом, мы можем использовать пропорцию для расчета массы окислительной среды:
(M Cl2 / M N2) = (Vацетилен / Vоксидатор).

Мы знаем, что массовые доли Cl2 и N2 в окислительной среде составляют, соответственно, 18% и 82%.
Значит, М Cl2 / M N2 = (0,18 г/100 г Cl2) / (0,82 г/100 г N2).

Обозначим массу окислительной среды как M масс. Обозначим массу Cl2 как m Cl2 и массу N2 как m N2. Тогда:
M масс. = m Cl2 + m N2.

Используя пропорцию, мы можем записать массу Cl2 и N2 следующим образом:
m Cl2 / m N2 = [M Cl2 / (18 г/100 г Cl2)] / [M N2 / (82 г/100 г N2)].

Из этого уравнения мы можем решить для m Cl2:
m Cl2 = (M Cl2 × (82 г/100 г N2)) / (18 г/100 г Cl2 + 82 г/100 г N2).

Шаг 5: Результаты
Теперь, когда мы прошли все расчеты, мы можем получить конечные ответы.

Объем окислительной среды (Vоксидатор) будет равен разнице между объемом окислительной среды и объемом ацетилена:
Vоксидатор = Vокисл. среды - Vацетилен.

Масса окислительной среды (M масс.) будет равна сумме масс Cl2 и N2:
M масс. = m Cl2 + m N2.

Окончательный результат будет представлять собой объем и массу окислительной среды, необходимые для горения ацетилена в заданных условиях.