Вопрос школьника
В автомобильном двигателе сгорание топливно-воздушной смеси на основе бензина протекает в соответствие с реакцией
С6Н14 + 9О2 -> 5СО2 + 7Н2О + СО .
Оценить, какое количество воздуха расходует двигатель при сжигании 1 кг бензина при его нормальном состоянии.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо определить количество кислорода, необходимого для полного сгорания 1 кг бензина. Из уравнения реакции видно, что на 1 моль бензина требуется 9 моль кислорода. Молярная масса бензина равна 114 г/моль, следовательно, на 1 кг бензина приходится 1000 г / 114 г/моль = 8,77 моль бензина. Тогда на 1 кг бензина требуется 9 моль/моль × 8,77 моль = 78,93 моль кислорода.
Для перевода молей кислорода в объем воздуха необходимо знать его объемную долю в воздухе. Объемная доля кислорода в воздухе составляет около 21%, то есть на 1 моль кислорода приходится 4,76 моль воздуха. Тогда на 78,93 моль кислорода приходится 78,93 моль × 4,76 моль/моль = 376,2 моль воздуха.
Объем 1 моль газа при нормальных условиях (температура 0 °C и давление 101,325 кПа) равен 22,4 л. Тогда объем 376,2 моль воздуха равен 376,2 моль × 22,4 л/моль = 8427,7 л.
Таким образом, для сжигания 1 кг бензина при нормальных условиях необходимо расходовать 8427,7 л воздуха.
