Question

CH4+2O2 --> CO2+2H2O+801.9KJ

Calculati volumul de metan(m³) in conditii normale care prin ardere degaja caldura necesara pentru a incalzi 891kg apa de la 5 la 95 de grade.


Q=m c delta t
delta t=90
c=4.18​

Answer 1

Răspuns: Propunere de rezolvare

Se pleacă de la egalitatea:

cantitatea de căldură degajată de un volum (X) m³ de CH₄ = cantitatea de căldură consumată de 891 kg de H₂O, pentru creșterea temperaturii de la 5⁰C la 95⁰C

Se ține cont de semnificația ecuației termochimice:

CH₄(g) + 2O₂→ CO₂ (g) + 2 H₂O (g) + 801,9 kJ reacție exotermă  (-ΔH⁰r)

1Kmol CH₄......................................produce 801,9 kJ

1000moli CH₄...........................produc  801,9 .10³ J

22,4 m³ CH₄ (c.n.) .....................produc 801,9 kJ

1 kmol de CH₄/ sau 22,4 m³de CH₄(c.n.) degajă prin ardere 801,9 kJ, care este căldura degajată (Q) . Nu este entalpia de reacție( ΔH⁰r).

***

Calcule pentru volumul de CH₄, măsurat în condiții normale de temperatură și presiune(0⁰C, 1 atm), c.n, consumat pentru încălzirea de 891 kg H₂O

a) calculăm cantitatea de căldură, Qapă,  consumată la încălzirea apei, cu relația matematică:

Q = m .c. Δ t

unde:

m= m apă=891 kg

c=căldura specifică a apei =4,18 kJ/ kg. K⁰

Δ t = diferența de temperatură dintre 5⁰C la începutul încălzirii și 95⁰C, la terminarea încălzirii

Δ t⁰C = Δ t⁰K =t final- t inițial = (95+273) -(5+273) =95-5=90

Rezultă:

Q apă = 891 kg . 4,18 kJ/kg. K⁰. 5 K⁰=18.621,9 kJ

b) calculăm V CH₄ (m³) măsurat în condiții normale, pentru producerea unei cantități de căldură de 18621,9 kJ, astfel:

Q din ardere CH₄/de la V CH₄=Q necesar încălzirii 891 Kg H₂O=18621,9 kJ

Regula de trei simplă aplicată:

dacă 22,4 m³CH₄ (c.n.)...............produc.....801,9 kJ

atunci V CH₄(c.n.) ........................produc  18621,9 kJ

V CH₄ (c.n.) = 22,4 m³.18621,9 kJ / 801,9 kJ=520,17(77) aprox. 520,18 m³

R: 520,18 m³ CH₄

Explicație: