При сгорании природного газа объемом 1 м3, находящегося при нормальных условиях, выделяется энергия, равная 36 МДж. Сколько энергии выделится при сжигании газа объемом 10 м3, находящегося под давлением 110 кПа и при температуре 7 °С?

Для того чтобы рассчитать, сколько энергии выделится при сжигании газа объемом 10 м³ при других условиях (давление 110 кПа и температура 7°C), нужно учесть несколько факторов, связанных с изменением объема газа при различных температуре и давлении. Для этого применим уравнение состояния идеального газа, а затем пересчитаем энергию на новый объем.

1. Приведение объема газа к нормальным условиям

Нормальные условия для газа — это температура 0°C (273,15 K) и давление 101,325 кПа (атмосферное давление). Чтобы перевести объем газа, находящегося при температуре 7°C и давлении 110 кПа, в объем при нормальных условиях, воспользуемся законом Бойля-Мариотта и уравнением состояния идеального газа:

где:

• $V_1$ — объем газа при данных условиях (10 м³),
• $P_1$ — давление газа при данных условиях (110 кПа),
• $T_1$ — температура газа при данных условиях (7°C = 280,15 K),
• $V_2$ — объем газа при нормальных условиях,
• $P_2$ — давление при нормальных условиях (101,325 кПа),
• $T_2$ — температура при нормальных условиях (0°C = 273,15 K).

Подставляем значения:

Решаем уравнение для $V_2$:

Это объем газа, приведенный к нормальным условиям.

2. Рассчет выделяющейся энергии

Из условия задачи известно, что при сгорании 1 м³ газа, находящегося при нормальных условиях, выделяется 36 МДж энергии. Таким образом, для объема газа 9,56 м³ энергия будет равна:

Ответ

При сжигании газа объемом 10 м³, находящегося под давлением 110 кПа и температурой 7°C, выделится примерно 344,16 МДж энергии.