Question

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.

Accepted Answer

Для решения задачи выполним расчеты по шагам.

1. Расчет количества теплоты, необходимой для производства электроэнергии

Энергия аккумулятора: $E_{акк} = 50 	ext{ кВт⋅ч}$.
Переведем в кДж:
$E_{акк} = 50 	imes 3600 = 180\,000 	ext{ кДж}$.

Так как КПД преобразования теплоты в электричество составляет 30% (или 0,3), необходимое количество теплоты ($Q_{сгор}$) определяется формулой:
$Q_{сгор} = \frac{E_{акк}}{\eta} = \frac{180\,000}{0,3} = 600\,000 	ext{ кДж}$.

2. Уравнение реакции сгорания метана

Уравнение реакции:
$CH_4 + 2O_2 ightarrow CO_2 + 2H_2O$

3. Расчет объема углекислого газа

Масса сгоревшего метана ($m$):
$m = \frac{Q_{сгор}}{q} = \frac{600\,000 	ext{ кДж}}{50 	ext{ кДж/г}} = 12\,000 	ext{ г} = 12 	ext{ кг}$.

Количество вещества метана ($n$):
$n(CH_4) = \frac{m}{M} = \frac{12\,000 	ext{ г}}{16 	ext{ г/моль}} = 750 	ext{ моль}$.

Согласно уравнению реакции, из 1 моль метана образуется 1 моль углекислого газа. Следовательно, $n(CO_2) = 750 	ext{ моль}$.

Объем $CO_2$ при нормальных условиях (н.у.):
$V(CO_2) = n 	imes V_m = 750 	ext{ моль} 	imes 22,4 	ext{ л/моль} = 16\,800 	ext{ л}$.

Переведем в кубометры:
$16\,800 	ext{ л} = 16,8 	ext{ м}^3$.

Ответ: 16,8 м³.

Ответ ассистента

Другие решения