Ответы
Ответ:
Для відповіді на це питання необхідно знати, який газ знаходиться в бутені. Припустимо, що в бутені міститься пропан - один з найбільш поширених газів для домашніх побутових потреб.
Рівняння реакції згорання пропану в кисні виглядає так:
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
З цього рівняння можна побачити, що один молекула пропану (C3H8) спалюється з п'ятьма молекулами кисню (O2), що утворює три молекули вуглекислого газу (CO2) та чотири молекули води (H2O).
Оскільки у нас є лише об'єм кисню, необхідного для згоряння, ми повинні визначити, скільки молекул кисню ми маємо. Для цього ми можемо використовувати загальну газову формулу:
PV = nRT
де P - тиск газу, V - його об'єм, n - кількість молекул газу, R - газова стала та T - температура газу.
Оскільки ми маємо об'єм кисню та відому температуру та тиск повітря, ми можемо визначити кількість молекул кисню, використовуючи газовий закон:
n = PV/RT
Після визначення кількості молекул кисню ми можемо використати відношення між кількістю молекул пропану та кисню, щоб визначити кількість пропану, яку можна спалити.
Оскільки маса та густина пропану можуть відрізнятися в залежності від його чистоти, для цієї відповіді ми будемо використовувати середню густину пропану, яка становить близько 1,83 г/л.
Отже, у нас є:
Об'єм кисню: V(O2) = 60 л
Тиск повітря: P = 101.3 кПа (стандартний атмосферний тиск на рівнині)
Температура: T = 298 K (25°C)
Газова стала: R = 8.31 Дж/(моль·К)
За формулою PV = nRT, ми можемо визначити кількість молекул кисню:
n(O2) = PV/(RT) = (101.3 кПа * 60 л) / (8.31 Дж/(моль·К) * 298 K) = 2.43 моль кисню
Оскільки одна молекула пропану спалюється з п'ятьма молекулами кисню, ми можемо визначити кількість молекул пропану:
n(C3H8) = 1/5 * n(O2) = 0.49 моль пропану
Тепер, використовуючи густину пропану, ми можемо визначити його масу:
m(C3H8) = n(C3H8) * M(C3H8) = 0.49 моль * 44.1 г/моль = 21.6 г пропану
Нарешті, використовуючи масу пропану та його густину, ми можемо визначити його об'єм:
V(C3H8) = m(C3H8) / ρ(C3H8) = 21.6 г / 1.83 г/л = 11.8 л пропану
Отже, можна сжечь близько 11.8 л пропану в кисні об'ємом 60 л. Варто зауважити, що це теоретичний об'єм, а на практиці можуть виникнути втрати газу під час процесу згоряння.