Определите массу природного газа,которым можно заменить 0,9 г водорода,чтобы получить такое же количество...

Чтобы определить массу природного газа, который может заменить 0,9 г водорода и выделить такое же количество теплоты при сжигании, необходимо учитывать теплотворную способность водорода и природного газа.

1. Теплотворная способность водорода:

   • Водород является одним из наиболее энергоёмких видов топлива. При сжигании 1 грамма водорода выделяется около 141,8 килоджоулей (кДж) энергии.

2. Количество теплоты от сжигания водорода:

   • Для 0,9 г водорода: [ Q_{\text{водород}} = 0,9 \, \text{г} \times 141,8 \, \text{кДж/г} = 127,62 \, \text{кДж} ]

3. Теплотворная способность природного газа:

   • Природный газ состоит в основном из метана (CH₄). Теплотворная способность метана составляет около 55,5 кДж/г.

4. Масса природного газа:

   • Нам нужно определить массу метана, которая выделит 127,62 кДж тепла: [ m{\text{метан}} = \frac{Q{\text{водород}}}{\text{Теплотворная способность метана}} = \frac{127,62 \, \text{кДж}}{55,5 \, \text{кДж/г}} \approx 2,3 \, \text{г} ]

Таким образом, чтобы получить такое же количество теплоты, как при сжигании 0,9 г водорода, необходимо сжечь примерно 2,3 г природного газа (в виде метана).

Для решения данной задачи нам необходимо учесть теплоту сгорания водорода и природного газа. Теплота сгорания водорода составляет примерно 286 кДж/моль, а природного газа (газовой смеси метана) примерно 890 кДж/моль.

Для начала рассчитаем количество моль водорода, соответствующее массе 0,9 г: m(H2) = 0,9 г M(H2) = 2 г/моль (молярная масса водорода) n(H2) = m(H2) / M(H2) = 0,9 г / 2 г/моль = 0,45 моль

Теперь найдем количество теплоты, выделяемое при сгорании 0,45 моль водорода: Q(H2) = n(H2) ΔH(H2) = 0,45 моль 286 кДж/моль = 128,7 кДж

Теперь найдем количество моль природного газа, которое обладает таким же количеством теплоты: n(CH4) = Q(H2) / ΔH(CH4) = 128,7 кДж / 890 кДж/моль = 0,145 моль

Наконец, рассчитаем массу природного газа (метана), соответствующую найденному количеству моль: M(CH4) = 16 г/моль (молярная масса метана) m(CH4) = n(CH4) M(CH4) = 0,145 моль 16 г/моль = 2,32 г

Итак, для получения такого же количества теплоты, что и при сгорании 0,9 г водорода, необходимо заменить его на 2,32 г природного газа (метана).