Дизельное топливо (ДТ) получается из керосиново-газовых фракций прямой перегонки нефти и часто применяется для работы сельскохозяйственной техники. Трактор расходует 3 л/ч дизельного топлива (плотность 850 кг/м³). Примем, что формула ДТ С₁₂Н₂₆ и оно полностью сгорает с образованием углекислого газа. Определите, сколько литров углекислого газа (в пересчете на н.у.) выделится за 10 км пробега трактора при скорости 10 км/ч. Для этого: 1) запишите уравнение реакции горения ДТ; 2) рассчитайте массу ДТ, которое сгорит за 10 км пробега; 3) рассчитайте объём выделившегося углекислого газа (н.у.). Запишите подробное решение в поле ответа.

Решение:

1. Уравнение реакции горения ДТ (C₁₂H₂₆):

   C₁₂H₂₆ + O₂ → CO₂ + H₂O

   Для балансировки: C₁₂H₂₆ + 18.5O₂ → 12CO₂ + 13H₂O

   Умножим на 2 для получения целых коэффициентов: 2C₁₂H₂₆ + 37O₂ → 24CO₂ + 26H₂O

2. Расчет массы ДТ, которое сгорит за 10 км пробега:
   • Время движения: Скорость = 10 км/ч, Расстояние = 10 км. Время = Расстояние / Скорость = 10 км / 10 км/ч = 1 час.
   • Расход ДТ за 1 час: 3 л/ч.
   • Плотность ДТ: 850 кг/м³ = 0.85 кг/л (так как 1 м³ = 1000 л, и 850 кг / 1000 л = 0.85 кг/л).
   • Масса ДТ, сгоревшая за 1 час: Масса = Объем × Плотность = 3 л × 0.85 кг/л = 2.55 кг.
   • Следовательно, за 10 км пробега (что соответствует 1 часу движения) сгорит 2.55 кг ДТ.
3. Расчет объёма выделившегося углекислого газа (н.у.):
   • Молярная масса ДТ (C₁₂H₂₆): M(C₁₂H₂₆) = 12 × 12.011 г/моль + 26 × 1.008 г/моль ≈ 144.132 + 26.208 = 170.34 г/моль.
   • Количество вещества ДТ (в молях): n(C₁₂H₂₆) = Масса / Молярная масса = 2550 г / 170.34 г/моль ≈ 14.97 моль.
   • Из уравнения реакции: Из 2 моль C₁₂H₂₆ образуется 24 моль CO₂.
   • Количество вещества CO₂: n(CO₂) = n(C₁₂H₂₆) × (24 / 2) = 14.97 моль × 12 ≈ 179.64 моль.
   • Объем CO₂ (н.у.): При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22.4 л.
   • V(CO₂) = n(CO₂) × 22.4 л/моль = 179.64 моль × 22.4 л/моль ≈ 4023.94 л.

Ответ: 4023.94 л