Рассчитать объем воздуха, необходимый для сгорания 1 кг мети- лового спирта при 20 ·с и давлении 760 мм рт. ст.

Для сгорания 1 кг метилового спирта при температуре 20 °C и давлении 760 мм рт. ст. потребуется примерно 5,36 м³ воздуха. ️ Шаг 1: Запись уравнения реакции и расчет количества вещества Процесс горения метанола ( $C{H}_{3}OH$) описывается следующим уравнением: $2C{H}_{3}OH+3O_{2}2C{O}_2+4H_{2}O$ Из уравнения видно, что на 1 моль спирта требуется 1,5 моля кислорода.

1. Рассчитаем молярную массу метанола: $M\left(C{H}_{3}OH\right)=12+4\cdot 1+16=32$ г/моль. Найдем количество вещества метанола в 1 кг (1000 г):
   $n\left(C{H}_{3}OH\right)=\frac{1000}{32}=31,25\text{моль}$ Определим необходимое количество кислорода:
   $n\left(O_2\right)=31,25\cdot 1,5=46,875\text{моль}$

️ Шаг 2: Расчет объема кислорода при заданных условиях Используем уравнение Менделеева-Клапейрона $PV=nRT$, где:

• $P=101325$ Па (соответствует 760 мм рт. ст.) $R=8,314$ Дж/(моль·К) $T=20+273,15=293,15$ К
  $V\left(O_2\right)=\frac{n\left(O_2\right)\cdot R\cdot T}{P}$ $V\left(O_2\right)=\frac{46,875\cdot 8,314\cdot 293,15}{101325}\approx 1,128{\text{м}}^3$

️ Шаг 3: Расчет объема воздуха Принимая объемную долю кислорода в воздухе равной 21% ( $\varphi =0,21$), находим общий объем воздуха: $V\left(\text{воздуха}\right)=\frac{V\left(O_2\right)}{0,21}$ $V\left(\text{воздуха}\right)=\frac{1,128}{0,21}\approx 5,37{\text{м}}^3$ (Небольшая разница в значении обусловлена округлением молярных масс и констант). Ответ: Для полного сгорания 1 кг метилового спирта при указанных условиях необходимо 5,36–5,37 м³ воздуха. Нужно ли произвести аналогичный расчет для другого вида топлива или изменить параметры окружающей среды (температуру и давление)?