Смесь газов, состоящую из 140 л (н.у.) метана, 30 л (н.у.) этана, 20 л (н.у.) пропана и 10 л (н.у.) бутана сожгли. определите объём (н.у) (л) израсходованного воздуха, если объёмная доля кислорода в воздухе равна 21%.

Хорошо! Для решения этой задачи, нам потребуется знать структуру воздуха и уравнение реакции сгорания газов. Структура воздуха: Воздух состоит из различных газов, но основные составляющие воздуха - кислород (O₂), азот (N₂), углекислый газ (CO₂) и другие инертные газы, которые мы в данной задаче не будем учитывать. Уравнение реакции сгорания газов: Метан (CH₄) + 2 кислород (O₂) → углекислый газ (CO₂) + 2 вода (H₂О) Этан (C₂H₆) + 3 кислород (O₂) → 2 углекислый газ (CO₂) + 3 вода (H₂О) Пропан (C₃H₈) + 5 кислород (O₂) → 3 углекислый газ (CO₂) + 4 вода (H₂О) Бутан (C₄H₁₀) + 6 кислород (O₂) → 4 углекислый газ (CO₂) + 5 воды (H₂О) Теперь мы можем решить задачу: 1. Определяем количество молекул каждого газа в смеси, используя их объемы (н.у.) и соотношение 1 моль газа равен 22.4 литра: Метан (CH₄): 140 л / 22.4 л/моль = 6.25 моль Этан (C₂H₆): 30 л / 22.4 л/моль = 1.34 моль Пропан (C₃H₈): 20 л / 22.4 л/моль = 0.89 моль Бутан (C₄H₁₀): 10 л / 22.4 л/моль = 0.45 моль 2. Расчитываем объем кислорода, необходимый для сгорания каждого газа. Для этого умножаем количество молей каждого газа на количество молекул кислорода в соответствии с уравнениями реакции сгорания: Метан (CH₄): 6.25 моль × 2 моля кислорода = 12.5 моль кислорода Этан (C₂H₆): 1.34 моль × 3 моля кислорода = 4.02 моль кислорода Пропан (C₃H₈): 0.89 моль × 5 молей кислорода = 4.45 моль кислорода Бутан (C₄H₁₀): 0.45 моль × 6 молей кислорода = 2.7 моль кислорода 3. Суммируем объемы кислорода, необходимые для сгорания каждого газа: 12.5 моль + 4.02 моль + 4.45 моль + 2.7 моль = 23.67 моль кислорода 4. Для определения объема израсходованного воздуха, нам нужно узнать, какой объем кислорода составляет 21% от этой суммы: 23.67 моль × 21% = 4.97 моль 5. Конечно же, мы должны преобразовать моли кислорода в литры воздуха, используя соотношение 1 моль газа равен 22.4 литра: 4.97 моль × 22,4 л/моль = 111.33 литров Таким образом, объем израсходованного воздуха составляет 111.33 литра (н.у).