Для того чтобы определить, какой объем воздуха потребуется для сжигания 50 литров бутина (C₄H₆), сначала нужно написать уравнение реакции его горения. Горение углеводородов обычно приводит к образованию углекислого газа (CO₂) и воды (H₂O).
Уравнение реакции горения бутина выглядит следующим образом:
[ C_4H_6 + \frac{13}{2} O_2 \rightarrow 4 CO_2 + 3 H_2O ]
Для уравновешивания этой реакции видно, что на каждую молекулу C₄H₆ требуется (\frac{13}{2}) молекул O₂. Это значит, что для полного сгорания 1 моля бутина необходимо 6.5 молей кислорода.
Теперь, поскольку объемы газов при нормальных условиях (н.у.) пропорциональны их количеству в молях, мы можем использовать это соотношение для объемов:
- 1 объем C₄H₆ требует 6.5 объемов O₂.
Следовательно, 50 литров C₄H₆ потребуют:
[ 50 \, \text{л} \times 6.5 = 325 \, \text{л O}_2 ]
Теперь, зная, что объемная доля кислорода в воздухе составляет 20%, мы можем определить необходимый объем воздуха:
Поскольку только 20% воздуха составляет кислород, для получения 325 литров O₂ потребуется в 5 раз больше воздуха:
[ \text{Объем воздуха} = \frac{325 \, \text{л O}_2}{0.2} = 1625 \, \text{л воздуха} ]
Таким образом, для сжигания 50 литров бутина потребуется 1625 литров воздуха при нормальных условиях.