Какой объем займет угарный газ, выделяющийся при полном сгорании древесины, угля или другого топлива. 2

Какой объем займет угарный газ, выделяющийся при полном сгорании древесины, угля или другого топлива в помещении со следующими параметрами: l=2,5 м – длина помещения, n=5 м – ширина помещения, h=3,7 м – высота помещения. Масса топлива m=26 кг, коэффициент сгорания k=0,78, коэффициент, отвечающий количеству углерода, подвергающегося неполному сгоранию ψ1=0,21, коэффициент, отвечающий количеству углерода, образующего CO во вторичном процессе ψ2=0,13. T1=52оС=325К, P1=783. Определить с какой высоты помещения будет начинаться зона, заполненная угарным газом. Упрощенно полагаем, что угарный газ располагается вверху и не смешивается с другими газами.

Считаем, что все сгоревшее топливо – чистый углерод. Тогда его количество определяется произведением массы топлива на коэффициент сгорания:
m1= m×k или m1=26×0,78=20,28 кг.
При сгорании топлива параллельно идут два процесса:
С + О2 СО2
2С + О2 2СО.
Часть углекислого газа вступает во вторичную реакцию с раскаленными углями:
СО2 + С =2СО.
Масса углерода, участвующего в первой реакции, равна:
m2=m1× ψ1 или m2=20,28×0,21=4,26 кг.
Масса углерода, участвующего во второй реакции, равна:
m3=m1× ψ2 или m3=20,28×0,13=2,64 кг
Общая масса углерода, образующего СО, равна:
m4=m2+m3 или m4=4,26+2,64=6,9 кг.
Для простоты будем считать, что весь процесс образования угарного газа идет по второй реакции . Исходя из соотношения масс, участвующих в химической реакции (молекулярная масса СО= 28, молекулярная масса С=12, находим массу образовавшегося угарного газа:
mСО=mc×McoMc или mСО=6,9×2812=16,1 кг.
Объем, который займет это количество угарного газа при нормальных условиях, составляет:
VCO=16.1 кг0,028 кг×22,4л=12880 л или 12,88 м3.
По уравнению объединенного газового закона найдем истинный объем угарного газа при Т=325К
Vист=PoVoT1P1To, где V0=Vco=12.88м3, Т0=273К, Р0=760 мм.рт.ст.
Vист=760×12,88×325783×273=3181360213759=14,9 м3.
Площадь помещения равна S=l×n=2.5×5=12.5м2.
Определим высоту зоны, заполненной угарным газом:
hx=VистS=14.912.5=1.19м
Следовательно, угарный газ заполнит помещение выше уровня (h-hx) или 3,7-1,19=2,51 м
Ответ: Зона, заполненная угарным газом, находится выше уровня 2,51м.

. Исходя из соотношения масс, участвующих в химической реакции (молекулярная масса СО= 28, молекулярная масса С=12, находим массу образовавшегося угарного газа:
mСО=mc×McoMc или mСО=6,9×2812=16,1 кг.
Объем, который займет это количество угарного газа при нормальных условиях, составляет:
VCO=16.1 кг0,028 кг×22,4л=12880 л или 12,88 м3.
По уравнению объединенного газового закона найдем истинный объем угарного газа при Т=325К
Vист=PoVoT1P1To, где V0=Vco=12.88м3, Т0=273К, Р0=760 мм.рт.ст.
Vист=760×12,88×325783×273=3181360213759=14,9 м3.
Площадь помещения равна S=l×n=2.5×5=12.5м2.
Определим высоту зоны, заполненной угарным газом:
hx=VистS=14.912.5=1.19м
Следовательно, угарный газ заполнит помещение выше уровня (h-hx) или 3,7-1,19=2,51 м
Ответ: Зона, заполненная угарным газом, находится выше уровня 2,51м.