Сколько объема воздуха нужно для полного сгорания 30 кг угля с содержанием 82,2% углерода, 4,6% водорода, 1% серы

Предмет вопроса: Сгорание угля

Разъяснение: Полное сгорание угля предполагает реакцию угля с кислородом воздуха, в результате которой образуются углекислый газ (CO2), вода (H2O) и сернистый газовый воздух (SO2), а также выделяется тепло. Для расчета объема воздуха, необходимого для полного сгорания угля, нужно знать молекулярные соотношения в реакции сгорания.

Уголь содержит следующие компоненты:
- 82,2% углерода
- 4,6% водорода
- 1% серы
- 4% кислорода
- 1,2% азота
- 1% воды
- 6% негорючей золы

Для сгорания 1 моль угля требуется 8 моль кислорода. Исходя из этого соотношения, мы можем рассчитать мольные доли компонентов в воздухе, необходимом для сгорания угля.

Для расчета объема воздуха, нужного для полного сгорания 30 кг угля, мы должны выполнить следующие шаги:
1. Рассчитать массу каждого компонента в угле.
2. Рассчитать количество молей каждого компонента.
3. Рассчитать количество молей кислорода, необходимого для сгорания угля.
4. Рассчитать объем воздуха, соответствующий найденному количеству кислорода.

Пример использования:
Решим задачу для данных 30 кг угля.

1. Рассчитаем массу каждого компонента в угле:
- Углерод: 30 кг × 0,822 = 24,66 кг
- Водород: 30 кг × 0,046 = 1,38 кг
- Сера: 30 кг × 0,01 = 0,3 кг
- Кислород: 30 кг × 0,04 = 1,2 кг
- Азот: 30 кг × 0,012 = 0,36 кг
- Вода: 30 кг × 0,01 = 0,3 кг
- Негорючая зола: 30 кг × 0,06 = 1,8 кг

2. Рассчитаем количество молей каждого компонента:
- Количество молей углерода: 24,66 кг ÷ молярная масса углерода
- Количество молей водорода: 1,38 кг ÷ молярная масса водорода
- Количество молей серы: 0,3 кг ÷ молярная масса серы
- Количество молей кислорода: 1,2 кг ÷ молярная масса кислорода
- Количество молей азота: 0,36 кг ÷ молярная масса азота
- Количество молей воды: 0,3 кг ÷ молярная масса воды
- Количество молей негорючей золы: 1,8 кг ÷ молярная масса негорючей золы

3. Рассчитаем количество молей кислорода, необходимого для сгорания угля:
- Количество молей кислорода: количество молей углерода + 0.5 × количество молей водорода - количество молей серы

4. Рассчитаем объем воздуха, соответствующий найденному количеству кислорода:
- Объем воздуха: количество молей кислорода × 22,4 л/моль

Совет: Для более удобного расчета массы каждого компонента угля, вы можете использовать периодическую систему элементов, чтобы найти их молярные массы. Она поможет вам быстро и точно определить массу каждого элемента.

Упражнение: Сколько объема воздуха понадобится для полного сгорания 50 кг угля с составом: 75% углерода, 5% водорода, 1% серы, 5% кислорода, 2% азота, 1% воды и 11% негорючей золы?