Найти объем воздуха, необходимого для сжигания 200 дм³ газовой смеси, содержащей одинаковые объемы пропана и бутана

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся несколько шагов. Давайте начнем.

1. Пропан (C₃H₈) и бутан (C₄H₁₀) являются газами, которые сгорают в кислороде (O₂) при нормальных условиях. Уравнение реакции сгорания пропана выглядит следующим образом:
C₃H₈ + 5O₂ -> 3CO₂ + 4H₂O

А уравнение реакции сгорания бутана:
C₄H₁₀ + 6.5O₂ -> 4CO₂ + 5H₂O

2. Важно заметить, что для полного сгорания пропана и бутана нужно определенное количество кислорода. Для каждого мола пропана требуется 5 молей кислорода, а для каждого мола бутана требуется 6.5 молей кислорода.

3. Для нахождения объема воздуха, необходимого для сжигания 200 дм³ газовой смеси, мы должны узнать, сколько моль пропана и бутана содержится в этой смеси.

4. Поскольку говорится, что газовая смесь содержит одинаковые объемы пропана и бутана, значит, каждый газ содержится в объеме 100 дм³.

5. Чтобы найти количество молей пропана и бутана, воспользуемся формулой n = V / Vm, где n - количество молей, V - объем вещества, Vm - молярный объем газа при нормальных условиях (22.4 л/моль или 22.4 дм³/моль).

Для пропана:
n(C₃H₈) = 100 дм³ / 22.4 дм³/моль

Для бутана:
n(C₄H₁₀) = 100 дм³ / 22.4 дм³/моль

6. Пропан и бутан сгорают в соотношении 1:1. Это значит, что каждый моль пропана требует такое же количество кислорода, как и каждый моль бутана.

7. Теперь мы знаем количество молей пропана и бутана, а также соотношение их сгорания. Чтобы найти количество молей кислорода, нужных для сгорания всего газа, умножим количество молей пропана и бутана на их соотношение:

n(O₂) = n(C₃H₈) + n(C₄H₁₀)

8. Поскольку уже известна объемная доля кислорода в воздухе, равная 21%, мы можем найти объем кислорода, необходимого для сгорания всего газа:

V(O₂) = (n(O₂) * Vm) / (0.21 * 100)

9. Округлим полученный ответ до целого числа, так как задача требует округления:

V(O₂) = Ответ

Таким образом, мы можем найти объем воздуха, необходимого для сжигания 200 дм³ газовой смеси, содержащей одинаковые объемы пропана и бутана, при нормальных условиях.