Сколько объема воздуха (н.у.) требуется подача в визвестково-обжигательную печь после загрузки шихты, состоящей

Для решения данной задачи нам понадобится использовать химические уравнения реакции и стехиометрические соотношения между реагентами и продуктами. Перед тем, как продолжить, давайте определимся с исходными данными:

Масса CaCO3 (известковый камень) = 1 тонна = 1000 кг
Масса угля = 120 кг

Рассмотрим химическую реакцию, происходящую в визвестково-обжигательной печи:

\[CaCO3 \rightarrow CaO + CO2\]

Из этого уравнения видно, что при нагревании известкового камня CaCO3 образуется известь CaO и выделяется углекислый газ CO2.

Теперь рассчитаем количество воздуха, необходимое для горения угля:
Сначала определим количество моль угля (n):
Молярная масса угля (C) ≈ 12 г/моль

Массу угля можно перевести в моль, используя следующую формулу:
n(угля) = масса(угля) / молярная масса(угля)

n(угля) = 120 кг / 12 г/моль

Теперь рассчитаем количество углекислого газа (CO2), образующегося при сгорании угля:
Так как химическое уравнение показывает, что один моль угля выделяет один моль CO2, то количество молей CO2 будет равно количеству молей угля.

n(CO2) = n(угля)

Теперь определим количество воздуха (n(воздуха)), необходимое для горения этого количества угля.
Химическое уравнение для сгорания угля имеет вид:

\[C + O2 \rightarrow CO2\]

По уравнению видно, что на один моль угля требуется один моль молекулы кислорода (O2).

Таким образом, количество молей воздуха (n(воздуха)) равно количеству молей угля (n(угля)):

n(воздуха) = n(угля)

Теперь определим объем воздуха в нормальных условиях (н.у.), который необходим для горения данного количества угля. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT

где:
P - давление (при н.у. = 1 атм)
V - объем газа
n - количество молей газа
R - универсальная газовая постоянная (R = 0.0821 атм·л/моль·К)
T - температура (в Кельвинах)

Мы знаем количество молей газа (n(воздуха)) и температуру (при н.у. = 273 К), поэтому можем переписать уравнение следующим образом:

V = n * R * T / P

V(воздуха) = n(воздуха) * 0.0821 атм·л/моль·К * 273 К / 1 атм

Теперь мы можем провести необходимые вычисления. Давайте делать это шаг за шагом:

1. Рассчитаем количество молей угля (n(угля)):
n(угля) = 120 кг / 12 г/моль = 10000 моль

2. Рассчитаем количество углекислого газа (CO2), образующегося при сгорании угля:
n(CO2) = n(угля) = 10000 моль

3. Рассчитаем количество молей воздуха (n(воздуха)), необходимое для горения данного количества угля:
n(воздуха) = n(угля) = 10000 моль

4. Рассчитаем объем воздуха в нормальных условиях (н.у.), необходимый для горения данного количества угля:
V(воздуха) = n(воздуха) * 0.0821 атм·л/моль·К * 273 К / 1 атм
V(воздуха) = 10000 моль * 0.0821 атм·л/моль·К * 273 К / 1 атм

Найдя значение объема воздуха, мы можем перейти к следующей части задачи - вычислению состава газа в виде объемных процентов.

Чтобы решить эту часть задачи, необходимо знать состав воздуха в процентах. Воздух состоит преимущественно из азота (N2) и кислорода (O2), а также содержит небольшое количество аргонового газа (Ar), углекислый газ (CO2) и мелкие примеси.

Состав воздуха (приближенный):

Азот (N2) - около 78%
Кислород (O2) - около 21%
Аргон (Ar) - около 0.9%
Углекислый газ (CO2) - около 0.04%
Мелкие примеси - около 0.06%

Для расчета объемных процентов каждого газа, вам просто нужно умножить объем газа (CO2), который вы рассчитали ранее, на соответствующий процентный состав.

Например:
Объем CO2 = V(CO2)
Объем N2 = V(воздуха) * 0.78
Объем O2 = V(воздуха) * 0.21
Объем Ar = V(воздуха) * 0.009
Объем CO2 = V(воздуха) * 0.0004
Объем мелких примесей = V(воздуха) * 0.0006

Таким образом, вы можете выразить состав в виде объемных процентов.

Будете рассчитывать значения и состав газа?