Какой объем каждого газа присутствует в исходной смеси, если для полного сгорания 30 литров смеси метана и этилена

Суть вопроса: Расчет объема газов в смеси

Объяснение:
Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон сохранения массы и известные процентные составы смесей.

Пусть V1 и V2 - объемы газов метана и этилена соответственно в исходной смеси. Полное сгорание этих газов происходит с кислородом из воздуха, а затем образуется углекислый газ (CO2) и вода (H2O). Таким образом, масса углекислого газа и воды, образующихся в реакции, определяет массу газов исходной смеси.

Согласно закону сохранения массы, масса углекислого газа и воды равна сумме масс газов метана и этилена в исходной смеси.

Известно, что 350 литров воздуха содержит 20% кислорода, поэтому объем кислорода составляет 0,2 * 350 = 70 литров.

Масса кислорода, необходимая для полного сгорания газов, равна массе атомарного кислорода, содержащегося в реакционных молекулах.

Согласно уравнениям реакций сгорания метана (CH4) и этилена (C2H4), соотношение между массами кислорода и этих углеводородов равно 1:2.

Таким образом, для полного сгорания 1 литра метана требуется 2 литра кислорода, а для полного сгорания 1 литра этилена требуется также 2 литра кислорода.

Таким образом, суммарный объем газа метана и этилена в исходной смеси равен 30 + 30 = 60 литров.

Масса углекислого газа и воды, образующихся при полном сгорании, равна сумме масс газов метана и этилена в исходной смеси.

Поскольку мы знаем соотношение между массами кислорода и углеводородов в реакционных молекулах, мы можем вычислить массу углекислого газа и воды, используя массы кислорода и углеводородов.

Таким образом, масса углекислого газа и воды, образующихся при полном сгорании 60 л газов метана и этилена, равна: 60 л * (2 л кислорода / 1 л газа) = 120 л кислорода.

Демонстрация:
Когда для полного сгорания 30 литров смеси метана и этилена требуется 350 литров воздуха, объем каждого газа в исходной смеси составляет 30 литров.

Совет:
Для лучшего понимания задачи, рекомендуется внимательно изучить уравнения реакций сгорания метана (CH4) и этилена (C2H4) с кислородом (O2).

Упражнение:
Найдите объем каждого газа метана и этилена в исходной смеси, если для полного сгорания 40 литров смеси метана и этилена потребовалось 500 литров воздуха (содержащего 25% кислорода по объему). Все газы измеряются в одинаковых условиях.