Каков объём и состав продуктов горения (в об. %) смеси газов (табл. 5), если горение происходит при коэффициенте избытка воздуха для вещества Бутанол-1 (С4Н10О)?

Физика 10 класс Горение углеводородов объём продуктов горения состав продуктов горения коэффициент избытка воздуха горение Бутанол-1 физика горения газов Новый

Чтобы определить объём и состав продуктов горения смеси газов, в частности, бутанола-1 (C4H10O), необходимо выполнить несколько шагов. Рассмотрим процесс горения и как он влияет на состав продуктов.

Шаг 1: Определение уравнения реакции горения

Горение органического вещества, такого как бутанол-1, можно описать уравнением реакции. Для полного сгорания бутанола-1 с кислородом у нас будет следующее уравнение:

C4H10O + O2 → CO2 + H2O

Теперь мы должны сбалансировать это уравнение. Для этого определим, сколько молекул CO2 и H2O образуется при сгорании одной молекулы бутанола-1.

Шаг 2: Балансировка уравнения

1. Сначала определим количество углерода (C), водорода (H) и кислорода (O) в молекуле C4H10O:
• 4 атома углерода
• 10 атомов водорода
• 1 атом кислорода
2. При сгорании 1 молекулы бутанола-1 образуется 4 молекулы CO2 (по количеству углерода) и 5 молекул H2O (половина от количества водорода):
• CO2: 4 молекулы
• H2O: 5 молекул
3. Теперь нужно учесть кислород. Всего в продукции реакции мы имеем:
• 4 CO2 требует 8 атомов кислорода (4 * 2)
• 5 H2O требует 5 атомов кислорода (5 * 1)
4. Итак, всего требуется 13 атомов кислорода. Учитывая, что в одной молекуле бутанола уже есть 1 атом кислорода, нам нужно 12 атомов кислорода из O2:
• 12 атомов O2 = 6 молекул O2
5. Таким образом, уравнение реакции будет выглядеть так:

C4H10O + 6 O2 → 4 CO2 + 5 H2O

Шаг 3: Определение объёма продуктов горения

Теперь, если мы знаем, что при нормальных условиях 1 моль газа занимает объём 22,4 литра, мы можем определить объём продуктов горения:

• 1 моль C4H10O дает 4 моля CO2 и 5 молей H2O.
• Общий объём продуктов горения (при условии, что все газы ведут себя как идеальные) будет равен:
• 4 + 5 = 9 молей продуктов.

Шаг 4: Определение состава продуктов горения в об. %

Теперь, чтобы найти состав продуктов горения в об. %, нам нужно рассчитать долю каждого газа в общем объёме:

• Объём CO2 = 4 моль, об. % CO2 = (4/9) * 100 = 44.44%
• Объём H2O = 5 моль, об. % H2O = (5/9) * 100 = 55.56%

Таким образом, состав продуктов горения бутанола-1 при полном сгорании будет следующим:

• CO2: 44.44%
• H2O: 55.56%

Если горение происходит с избытком воздуха, то состав может немного измениться из-за наличия не сгоревшего кислорода, но в общем случае для полного сгорания это решение будет верным.