Вопрос школьника
Рассчитайте объем газа метана CH₄, полученного из 500 л природного газа, если известно, что объемная доля метана в природном газе составляет 95 %.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу для расчета объема газа:
V1 / n1 = V2 / n2
где V1 и V2 — объемы газа до и после реакции соответственно, n1 и n2 — количество молей газа до и после реакции соответственно.
Так как в природном газе объемная доля метана составляет 95%, то количество молей метана в 500 л природного газа можно рассчитать по формуле:
n(CH4) = V(CH4) * p(CH4) / R * T
где V(CH4) — объем метана, p(CH4) — давление метана, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа.
При нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) универсальная газовая постоянная R равна 0,0821 л * атм / (моль * К).
Таким образом, количество молей метана в 500 л природного газа можно рассчитать следующим образом:
n(CH4) = 500 * 0,95 * 1 / 0,0821 * 273 = 20,7 моль
Поскольку метан является единственным газом, участвующим в реакции, то количество молей метана до и после реакции будет одинаковым. Таким образом, объем газа метана, полученного из 500 л природного газа, можно рассчитать по формуле:
V(CH4) = n(CH4) * R * T / p(CH4)
При условии, что реакция происходит при нормальных условиях, температура и давление газа будут равны 0°C и 1 атм соответственно. Тогда объем газа метана можно рассчитать следующим образом:
V(CH4) = 20,7 * 0,0821 * 273 / 1 = 465 л
Таким образом, объем газа метана, полученного из 500 л природного газа, составит 465 л.
