Электрические средства передвижения не загрязняют атмосферу города. Однако, электроэнергия не является экологически чистой, так как при её производстве путём сжигания углеводородного топлива в атмосферу выделяется углекислый газ. Электрическая ёмкость
- Физика
Условие:
Электрические средства передвижения не загрязняют атмосферу города. Однако, электроэнергия не является экологически чистой, так как при её производстве путём сжигания углеводородного топлива в атмосферу выделяется углекислый газ. Электрическая ёмкость аккумулятора обычного электромобиля составляет 50 кВт·ч (1 кВт·ч = 3600 кДж). Теплота сгорания метана – 50 кДж/г, в электрическую энергию преобразуется 30 % теплоты сгорания. Определите, сколько кубометров углекислого газа (в пересчёте на н.у.) выделится при производстве электричества, необходимого для полной зарядки аккумулятора автомобиля. Для этого: 1) рассчитайте количество теплоты, необходимой для производства требуемой электроэнергии; 2) запишите уравнение реакции сгорания метана; 3) рассчитайте объём углекислого газа (н.у.), выделившегося при сгорании необходимого количества метана.
Решение:
Для решения задачи, давайте пройдемся по всем шагам.
Шаг 1: Рассчитаем количество теплоты, необходимой для производства требуемой электроэнергии.
1. Определим количество электрической энергии в джоулях:
\[
50 \text{ кВт·ч} = 50 \times 3600 \text{ кДж} = 180000 \text{ кДж}
\]
2. Определим количество теплоты, необходи... Учитывая, что только 30% теплоты сгорания метана преобразуется в электрическую энергию, мы можем использовать формулу: \[ Q{\text{электрическая}}}{0.3} \] Подставим значения: \[ Q_{\text{необходимое}} = \frac{180000 \text{ кДж}}{0.3} = 600000 \text{ кДж} \] Уравнение реакции сгорания метана (CH₄) выглядит следующим образом: \[ \text{CH}2 \rightarrow \text{CO}2\text{O} \] 1. Теплота сгорания метана составляет 50 кДж/г. Тогда количество метана, необходимое для получения 600000 кДж, можно рассчитать так: \[ m{\text{необходимое}}}{Q_{\text{сгорания}}} = \frac{600000 \text{ кДж}}{50 \text{ кДж/г}} = 12000 \text{ г} \] 2. Из уравнения реакции видно, что 1 моль метана (16 г) дает 1 моль углекислого газа (44 г). Рассчитаем, сколько углекислого газа выделится из 12000 г метана: \[ n_{\text{метан}} = \frac{12000 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 750 \text{ моль} \] Поскольку на 1 моль метана выделяется 1 моль углекислого газа, то: \[ n2} = 750 \text{ моль} \] 3. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 л. Тогда объем углекислого газа будет: \[ V2} = n2} \times 22.4 \text{ л/моль} = 750 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 16800 \text{ л} \] Переведем в кубометры: \[ V2} = \frac{16800 \text{ л}}{1000} = 16.8 \text{ м}^3 \] При производстве электричества, необходимого для полной зарядки аккумулятора автомобиля, выделится 16.8 кубометров углекислого газа.
Похожие задачи
Не нашел нужную задачу?
Воспользуйся поиском
Выбери предмет
- Правоохранительные органы
- Пожарная безопасность
- Парикмахерское искусство
- Природообустройство и водопользование
- Почвоведение
- Приборостроение и оптотехника
- Промышленный маркетинг и менеджмент
- Производственный маркетинг и менеджмент
- Процессы и аппараты
- Программирование
- Право и юриспруденция
- Психология
- Политология
- Педагогика
- Трудовое право
- Теория государства и права (ТГП)
- Таможенное право
- Теория игр
- Текстильная промышленность
- Теория вероятностей
- Теоретическая механика
- Теория управления
- Технология продовольственных продуктов и товаров
- Технологические машины и оборудование
- Теплоэнергетика и теплотехника
- Туризм
- Товароведение
- Таможенное дело
- Торговое дело
- Теория машин и механизмов
- Транспортные средства