Контрольная работа по "Химии"

ЧАСТЬ 1

Исходные данные

1. Горючее вещество: 2,2-диметилбутан
2. Формула С6Н14
3. Размер помещения:

a = 5,5 м;    b = 4,0 м;    h = 3,0 м;

Определение адиабатической температуры горения

Адиабатическую  температуру  горения  вещества  находят при условии отсутствия теплопотерь (η = 0) для стехиометрической смеси горючего с воздухом, т. е. при α = 1

1. Для  определения  адиабатической  температуры  горения  составим уравнение материального баланса горения 2,2-диметилбутана на воздухе:

С6Н14 + 9,5(О2 + 3,76N2) → 6СО2 + 7Н2О + 9,5∙3,76N2

1. Находим объем продуктов горения, выделившихся при  сгорании 2,2-диметилбутана.  Объём любого газа из уравнения реакции горения можно определить по формуле:                 

Vi =,  где ni – количество вещества продукта горения
                             nг – количество вещества горючего вещества [pic 1]

 =  = 6 моль/моль   [pic 2][pic 3]

 = = 7 моль/моль   [pic 4][pic 5]

 =  = 35,72 моль/моль   [pic 6][pic 7]

 = 6 + 7 + 35,72 = 48,72 моль/моль   [pic 8]

∆Vв = 0, так как α = 1

1. Находим теплоту сгорания вещества Qн 2,2-диметилбутана по закону Гесса.

[pic 9]

[pic 10]

 =  = 0, так как кислород и азот – простые вещества[pic 11][pic 12]

[pic 13]

Подставляем значения из таблицы II приложения:

Qн = 396,9 кДж/моль∙6 моль + 242,2 кДж/моль∙7 моль – 177,8 кДж/моль∙1 моль = 2381,4 + 1695,4 – 177,8 = 3899 кДж

Так как теплопотери отсутствуют, то все выделившееся тепло идет на  нагревание  продуктов  горения.  Среднее  теплосодержание   продуктов горения будет составлять

[pic 14]

1. Воспользовавшись данными из таблицы (приложения IV), определим, какой температуре соответствует такое теплосодержание. Лучше всего это сделать, ориентируясь на теплосодержание азота, так как его больше всего в продуктах горения. Из приложения IV видно, что при температуре 2100 °С теплосодержание азота 70,4 кДж/моль. Рассчитаем, сколько потребовалось бы тепла, чтобы нагреть продукты горения до такой температуры:

[pic 15]

[pic 16]

1. Это оказалось меньше, чем выделилось тепла в результате реакции горения, поэтому температура горения больше, чем 2100 °С. Определим, сколько потребуется тепла для нагревания продуктов горения до 2200 °С

[pic 17]

= 724,8 + 691,6 + 2646,8 = 4063,2 кДж/моль.

Таким образом, это больше, чем выделилось тепла в результате реакции горения. Значит, температура горения меньше, чем 2200oС.

1. Методом интерполяции рассчитаем искомую температуру горения:

[pic 18]

ºС, или (2120,5 + 273) = 2393,5К[pic 19]

Нахождение температуры взрыва

Температура взрыва находится при условии отсутствия теплопотерь (η = 0)

1. Составим уравнение материального баланса взрыва 2,2-диметилбутана на воздухе (аналогично реакции горения):

С6Н14 + 9,5(О2 + 3,76N2) → 6СО2 + 7Н2О + 9,5∙3,76N2

1. Находим объем продуктов, выделившихся при  взрыве 2,2-диметилбутана.  Объём любого газа из уравнения реакции взрыва можно определить по формуле:

Vi =,  где ni – количество вещества продукта взрыва[pic 20]

                    nг – количество вещества горючего вещества