Химия
8 класс
Вопрос
Котел, заполненный водой при 100∘С, обогревают светильным газом.
Какое количество водяного пара при 100∘С удалится из котла при сгорании 1м3 светильного газа (объем измеряется при нормальных условиях), если тепловые потери равны 30 %, а в состав светильного газа входит: 50,44 % водорода, 33,60 % метана, 13,44 % окиси углерода, 2,56 % углекислого газа и азота, причем значения теплоты сгорания H2, CH4 и CO соответственно равны 57,6 ккал/моль, 191,3 ккал/моль и 67,7 ккал/моль, теплота парообразования H2O - 533 ккал/кг.
Ответ
При сгорании газа происходят следующие реакции:
H2+0,5O2=H2O+57,6 ккал/моль,
CH4+2O2=CO2+2H2O+191,3 ккал/моль,
CO+0,5O2=CO2+67,7 ккал/моль.
В 1м3 (1000 л) светильного газа содержится 504 л H2 (NULL,5 моля), 336 л CH4 (15 молей), 134,4 л CO (6 молей) и 25,6 л негорючих газов (CO2 и азот).
При сгорании 1м3 светильного газа выделяется 22,5⋅57,6+15⋅191,3+6⋅67,7=4571 ккал. С учетом тепловых потерь (0,3⋅4571=1371 ккал) на испарение воды расходуется 4571−1371=3200 ккал, а для испарения 1 л воды требуется 539 ккал. Следовательно, тепло, выделившееся при сжигании в данном котле 1м3 газа, обеспечивает образование 3200:539=5,94 кг водяного пара при 100∘С.