Какой объем воздуха требуется для сгорания 20 кг бензина, пройдя 850 км, если в бензине содержится 84,2% углерода

Для решения этой задачи нам понадобится знание о химическом составе бензина и его реакции с кислородом для горения.

Сначала вычислим массу углерода и водорода в 20 кг бензина. Поскольку в бензине содержится 84,2% углерода, то масса углерода будет равна 0,842 * 20 кг = 16,84 кг. Аналогично, масса водорода будет равна 0,158 * 20 кг = 3,16 кг.

Затем переведем массу углерода и водорода в количество вещества с помощью молярных масс. Молярная масса углерода (C) составляет примерно 12 г/моль, а молярная масса водорода (H) составляет примерно 1 г/моль. Получаем следующие значения:
- Количество молей углерода (n(C)) = 16,84 кг / 12 г/моль ≈ 1,403 моль
- Количество молей водорода (n(H)) = 3,16 кг / 1 г/моль = 3,16 моль

Далее определим соотношение углерода и водорода в молекуле бензина. По химической формуле бензина (C₈H₁₀) видно, что в одной молекуле содержится 8 атомов углерода и 10 атомов водорода.

Теперь рассчитаем количество молей углерода и водорода в 20 кг бензина:
- Количество молей углерода (n(C) в 20 кг бензина) = 1,403 моль/моль * 20 кг ≈ 28,06 моль
- Количество молей водорода (n(H) в 20 кг бензина) = 3,16 моль/моль * 20 кг = 63,2 моль

Зная соотношение между объемом вещества и количеством молей (V = nRT/P, где V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах, P - давление), и применяя формулу, учитывая, что объем воздуха, необходимого для горения, соответствует количеству молей углерода или водорода, можем рассчитать требуемый объем воздуха для сгорания 20 кг бензина.

В данной задаче нам не дано значение температуры и давления, поэтому мы не можем точно рассчитать объем воздуха. Однако, мы можем предположить, что задача подразумевает нормальные условия (температура 0 °C и давление 1 атм), и использовать соответствующие значения в формуле.

Для расчета общего объема воздуха требуется знать, сколько молей углерода и водорода соответственно участвуют в реакции с кислородом при горении. Согласно схеме реакции горения, одна молекула углерода требует одну молекулу кислорода для полного сгорания, и одна молекула водорода требует полторы молекулы кислорода.

Поэтому по соотношению между углеродом и водородом в бензине, количество молекул углерода будет составлять 28,06 моль, а количество молекул водорода будет составлять 63,2 моль.

Так как каждая молекула углерода требует одну молекулу кислорода для горения, общее количество молекул кислорода для сгорания углерода будет равно 28,06 моль.

Аналогично, каждая молекула водорода требует полторы молекулы кислорода для горения. Поэтому общее количество молекул кислорода для сгорания водорода будет составлять (63,2 моль * 1,5) ≈ 94,8 моль.

Так как мы рассматриваем нормальные условия (температура 0 °C и давление 1 атм), то скорректируем полученные значения, используя уравнение состояния идеального газа. Значение универсальной газовой постоянной R = 0,0821 атм * моль / (К * л) для нормальных условий.

Теперь можем рассчитать общий объем воздуха для горения углерода и водорода:
- Объем воздуха для горения углерода = n(C) * R * T / P ≈ 28,06 моль * 0,0821 атм * моль / (К * л) * 273 К / 1 атм ≈ 634,68 л
- Объем воздуха для горения водорода = n(H) * R * T / P ≈ 94,8 моль * 0,0821 атм * моль / (К * л) * 273 К / 1 атм ≈ 2154,51 л

Наконец, чтобы получить общий объем воздуха для сгорания 20 кг бензина, мы складываем объемы воздуха для горения углерода и водорода:
- Общий объем воздуха для сгорания 20 кг бензина ≈ 634,68 л + 2154,51 л ≈ 2789,19 л

Итак, для сгорания 20 кг бензина, пройдя 850 км, требуется примерно 2789,19 л воздуха.