Какой объем воздуха необходим для сжигания 1м3 газа, содержащего 90% метана, 5% этана, 3% пропана, 2% азота?

Question

Какой объем воздуха необходим для сжигания 1м3 газа, содержащего 90% метана, 5% этана, 3% пропана, 2% азота?

Osen2014 25.01.2026 03:16

Ответы и вопросы пользователей

Калинина Мария Игоревна · Accepted Answer

Для сжигания $1 м^{3} 1 м cubed$ указанной газовой смеси потребуется $10.12 м^{3} 10.12 м cubed$ воздуха. ️ Шаг 1: Составление уравнений химических реакций горения компонентов Для определения расхода кислорода необходимо записать уравнения горения для каждого углеводорода, входящего в состав смеси. Азот ( $N_{2} cap N sub 2$ ) является инертным газом и в процессе горения не участвует.

Горение метана:
$C H_{4} + 2 O_{2} C O_{2} + 2 H_{2} O cap C cap H sub 4 plus 2 cap O sub 2 right arrow cap C cap O sub 2 plus 2 cap H sub 2 cap O$ Горение этана:
$2 C_{2} H_{6} + 7 O_{2} 4 C O_{2} + 6 H_{2} O или C_{2} H_{6} + 3.5 O_{2} 2 C O_{2} + 3 H_{2} O 2 cap C sub 2 cap H sub 6 plus 7 cap O sub 2 right arrow 4 cap C cap O sub 2 plus 6 cap H sub 2 cap O или cap C sub 2 cap H sub 6 plus 3.5 cap O sub 2 right arrow 2 cap C cap O sub 2 plus 3 cap H sub 2 cap O$ Горение пропана:
$C_{3} H_{8} + 5 O_{2} 3 C O_{2} + 4 H_{2} O cap C sub 3 cap H sub 8 plus 5 cap O sub 2 right arrow 3 cap C cap O sub 2 plus 4 cap H sub 2 cap O$

️ Шаг 2: Расчет необходимого объема кислорода Согласно закону Авогадро, объемные отношения газов в реакциях равны их стехиометрическим коэффициентам. Вычислим объем кислорода $V (O_{2}) cap V open paren cap O sub 2 close paren$ для каждого компонента в $1 м^{3} 1 м cubed$ смеси:

Для метана ( $90 % 90 %$ ): $V_{1} (O_{2}) = 1 м^{3} \cdot 0.90 \cdot 2 = 1.80 м^{3} cap V sub 1 open paren cap O sub 2 close paren equals 1 м cubed center dot 0.90 center dot 2 equals 1.80 м cubed$ Для этана ( $5 % 5 %$ ): $V_{2} (O_{2}) = 1 м^{3} \cdot 0.05 \cdot 3.5 = 0.175 м^{3} cap V sub 2 open paren cap O sub 2 close paren equals 1 м cubed center dot 0.05 center dot 3.5 equals 0.175 м cubed$ Для пропана ( $3 % 3 %$ ): $V_{3} (O_{2}) = 1 м^{3} \cdot 0.03 \cdot 5 = 0.15 м^{3} cap V sub 3 open paren cap O sub 2 close paren equals 1 м cubed center dot 0.03 center dot 5 equals 0.15 м cubed$

Суммарный объем кислорода составит: $V_{t o t a l} (O_{2}) = 1.80 + 0.175 + 0.15 = 2.125 м^{3} cap V sub t o t a l end-sub open paren cap O sub 2 close paren equals 1.80 plus 0.175 plus 0.15 equals 2.125 м cubed$ ️ Шаг 3: Расчет объема воздуха Принимая объемную долю кислорода в воздухе равной $21 % 21 %$ ( $ϕ = 0.21 phi equals 0.21$ ), найдем общий объем воздуха: $V (a i r) = \frac{V_{t o t a l} (O_{2})}{0.21} cap V open paren a i r close paren equals the fraction with numerator cap V sub t o t a l end-sub open paren cap O sub 2 close paren and denominator 0.21 end-fraction$ $V (a i r) = \frac{2.125}{0.21} \approx 10.119 м^{3} cap V open paren a i r close paren equals 2.125 over 0.21 end-fraction is approximately equal to 10.119 м cubed$ Ответ: Для сжигания $1 м^{3} 1 м cubed$ данной газовой смеси необходимо $10.12 м^{3} 10.12 м cubed$ воздуха (при содержании кислорода в воздухе $21 % 21 %$ ). Подсказать ли вам, как изменится расчет, если учитывать избыток воздуха, необходимый для полного сгорания в реальных условиях?

Какой объем воздуха необходим для сжигания 1м3 газа, содержащего 90% метана, 5% этана, 3% пропана, 2% азота?

Форма ответа

Другие вопросы по теме «Химия»

Вопросы из других предметов