Какое количество теплоты будет высвобождено при сгорании 67,2 л газа метана?

Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать формулу, которая связывает количество высвобождаемой теплоты с объемом газа метана. Формула выглядит следующим образом:

\[Q = V \cdot \Delta H\]

Где:
\(Q\) - количество теплоты, высвобождаемой при сгорании газа метана,
\(V\) - объем газа метана (в данном случае 67,2 л),
\(\Delta H\) - стандартная энтальпия реакции сгорания метана.

Теперь нам нужно найти значение \(\Delta H\) для реакции сгорания метана. По данным из химических таблиц, стандартная энтальпия реакции сгорания метана равна -890,3 кДж/моль.

Однако, в нашем условии дан объем газа метана, а не количество вещества в молях, поэтому нам необходимо конвертировать объем в литрах в количество вещества в молях. Мы можем использовать уравнение состояния идеального газа \(PV = nRT\), где \(P\) - давление, \(V\) - объем, \(n\) - количество вещества в молях, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура.

Мы можем предположить, что газ метана находится при стандартных условиях, то есть при температуре 298 К и давлении 1 атмосферы. В этих условиях значение универсальной газовой постоянной \(R\) равно 0,0821 Л·атм/моль·К. Теперь мы можем использовать уравнение состояния, чтобы найти количество вещества в молях.

\[\frac{{P \cdot V}}{{R \cdot T}} = n\]

Подставляем данные:
\[\frac{{1 \cdot 67,2}}{{0,0821 \cdot 298}} = n\]

Вычисляем:
\[n \approx 2,7\]

Теперь мы знаем, что у нас около 2,7 моль газа метана. Чтобы найти количество теплоты, используем формулу, представленную выше:

\[Q = V \cdot \Delta H\]

Подставляем значения:
\[Q = 67,2 \cdot (-890,3) = -59716,16\, \text{кДж}\]

Таким образом, при сгорании 67,2 л газа метана высвобождается примерно -59716,16 кДж теплоты. Обратите внимание, что у нас получается отрицательное значение, так как реакция сгорания метана является экзотермической, то есть сопровождается выделением теплоты.