Вопрос школьника
Котельная сжигает 2т каменного угля в сутки. Состав угля: С -84%,Н – 5%, Н2О – 5%, S -3,5%, негорючие примеси – 2,5% по массе. Учитывая, что 1 га леса дает в сутки 10кг кислорода, вычислите, с какой площади будет восполняться расходуемый на сжигание кислород
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо вычислить количество кислорода, необходимого для сжигания 2 тонн каменного угля. Для этого нужно знать, какой процент кислорода участвует в реакции сгорания угля.
Согласно химическому уравнению сгорания угля, каждый атом углерода соединяется с молекулой кислорода, образуя углекислый газ (CO2). Таким образом, для сжигания 1 кг угля необходимо 2,67 кг кислорода.
С учетом состава угля, можно вычислить количество кислорода, необходимого для сжигания 2 тонн угля:
— Содержание углерода в 2 тоннах угля: 2 т * 0,84 = 1,68 т
— Количество кислорода, необходимого для сжигания 1 т угля: 2,67 кг/кг угля
— Количество кислорода, необходимого для сжигания 1,68 т угля: 2,67 кг/кг угля * 1,68 т = 4,48 т кислорода
Таким образом, для сжигания 2 тонн каменного угля необходимо 4,48 т кислорода.
Далее необходимо вычислить, сколько кислорода выделяется в сутки при фотосинтезе на 1 гектаре леса. Для этого нужно знать, какой процент кислорода выделяется при фотосинтезе.
Согласно химическому уравнению фотосинтеза, каждый молекула углекислого газа (CO2) разлагается на молекулу кислорода и молекулу глюкозы (C6H12O6). Таким образом, для выделения 1 молекулы кислорода необходимо разложить 1 молекулу углекислого газа.
С учетом этого можно вычислить количество кислорода, выделяемого в сутки на 1 гектаре леса:
— Количество углекислого газа, используемого при фотосинтезе: 10 кг/сутки
— Количество молекул углекислого газа: 10 кг / 44 г/моль = 227,27 моль
— Количество молекул кислорода, выделяемых при фотосинтезе: 227,27 моль
— Количество кислорода, выделяемое на 1 гектаре леса в сутки: 227,27 моль * 32 г/моль = 7272,72 г = 7,27 кг
Таким образом, для восполнения расходуемого на сжигание кислорода необходимо 4,48 / 7,27 = 0,62 гектара леса в сутки.
