Для расчета теоретического объема воздуха, необходимого для полного сгорания вещества, используется уравнение химической реакции и данные об атомных массах элементов:

C4H8 + a(O2 + b(N2) → c(CO2 ) + d (H2O) + e(N2) + f(NO2) + g(NO) + h(NH3) + i (HCl)

Для полного сгорания 1 моль C4H8 требуется 8 молекул O2. Таким образом, коэффициент а равен 8.

Теперь составим уравнение для азота:

4b + 2e + 2f + 3h = 0

Для выражения азота в N2:

2e = 0

Отсюда e = 0

Подставляем в уравнение для азота:

4b + 3h = 0

Таким образом, у нас есть два уравнения и два неизвестных, что позволяет нам найти коэффициенты b и h.

b = 52/ 5, где числитель - молекулярная масса C4H8 в г/моль, а знаменатель - молекулярная масса N2 в г/моль (28).

b = 10.4

h = 6.3

Теперь можем записать уравнение для газового объема при стандартных условиях (0 °С и 1 атм):

V = (n * RT) / P

Где V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (0.0821 L·atm/mol·K), T - температура в Кельвинах, P - давление в атмосферах.

Для воздуха мольное соотношение 21% кислорода и 79% азота. Таким образом, можем найти количество молей каждого газа через общее количество молей и их соотношение.

Получаем, что теоретический объем воздуха для полного сгорания 14 кг C4H8 при температуре 24 °C и давлении 1,4 атм равен около 11.85 м³.