Какое количество теплоты выделится при полном сгорании пороха массой 25 гр. природного газа такой же массы и водорода массой 5 гр.? Сравните эти энергии
Для расчета выделенной теплоты при полном сгорании пороха, природного газа и водорода воспользуемся теплотой сгорания (теплотой образования воды), известной из химии:
Для расчета выделенной теплоты при полном сгорании пороха, природного газа и водорода воспользуемся теплотой сгорания (теплотой образования воды), известной из химии:
Порох (углерод + сера + калий): (-3,306) кДж/г
Рассчитаем количество моль каждого вещества:Природный газ (метан): (-891,32) кДж/моль
Водород: (-286) кДж/моль
Масса пороха: 25 г
Масса природного газа: 25 г
Масса водорода: 5 г
Количество моль пороха:
[
n_{poroh} = \frac{25}{12} = 2,08
]
Количество моль природного газа (метана):
[
n_{CH_4} = \frac{25}{16} \approx 1,56
]
Количество моль водорода:
Вычислим количество выделяемой теплоты при сгорании каждого вещества:[
n_{H_2} = \frac{5}{2} = 2,5
]
Порох:
[
Q{poroh} = n{poroh} \cdot m_{poroh} = 2,08 \cdot (-3,306) = -6,87 \, кДж
]
Природный газ:
[
Q_{CH4} = n{CH4} \cdot m{CH_4} = 1,56 \cdot (-891,32) = -1390 \, кДж
]
Водород:
Сравним энергии:[
Q_{H2} = n{H2} \cdot m{H_2} = 2,5 \cdot (-286) = -715 \, кДж
]
Суммарная энергия выделенная при сгорании пороха, природного газа и водорода:
[
Q{total} = Q{poroh} + Q_{CH4} + Q{H_2} = -6,87 + (-1390) + (-715) \approx -2112 \, кДж
]
Таким образом, при сгорании всех веществ выделится около -2112 кДж теплоты.