Для определения количества теплоты, выделяющегося при сгорании углерода и метана, необходимо выполнить следующие шаги:
- Определение количества вещества углерода:
- Молярная масса углерода (C) составляет 12 г/моль.
- Количество вещества углерода можно найти по формуле:
n = m / M, где n - количество вещества, m - масса, M - молярная масса.
- Подставляем значения:
n(C) = 150 г / 12 г/моль = 12,5 моль.
- Определение количества теплоты, выделяющегося при сгорании углерода:
- Согласно термохимическому уравнению, при сгорании 1 моль углерода выделяется 394 кДж тепла.
- Таким образом, для 12,5 моль углерода выделится:
Q(C) = 12,5 моль * 394 кДж/моль = 4925 кДж.
- Определение количества вещества метана:
- Молярная масса метана (CH₄) составляет 16 г/моль.
- Для расчета объема метана в условиях стандартной температуры и давления (СТП) 1 моль газа занимает 22,4 л.
- Количество вещества метана можно найти по формуле:
n = V / 22,4 л/моль, где V - объем.
- Подставляем значения:
n(CH₄) = 150 л / 22,4 л/моль ≈ 6,7 моль.
- Определение количества теплоты, выделяющегося при сгорании метана:
- Согласно термохимическому уравнению, при сгорании 1 моль метана выделяется 879 кДж тепла.
- Таким образом, для 6,7 моль метана выделится:
Q(CH₄) = 6,7 моль * 879 кДж/моль ≈ 5891 кДж.
- Общее количество теплоты:
- Сложим количество теплоты, выделяющееся при сгорании углерода и метана:
Q(total) = Q(C) + Q(CH₄) = 4925 кДж + 5891 кДж ≈ 10816 кДж.
Таким образом, общее количество теплоты, выделяющееся при сгорании 150 г углерода и 150 л метана, составляет примерно 10816 кДж.