Определите суммарное количество СО2, выделяющегося при сжигании 22 тыс. т антрацита с элементным составом, %: С– 90, Н-4, О – 3,5, N – 1,5, S – 1 и 24 тыс. т пропана. Какой годовой прирост древесины в еловом лесу площадью 5000 га необходим для поглощения выделившегося углекислого газа, если содержание углерода в древесине – 50,5 %, а ее плотность – 410 кг/м3?
1. Определить количество СО2, выделяющегося при сжигании антрацита и пропана.
2. Найти общее количество выделившегося углекислого газа.
3. Вычислить объем газа, который нужно поглотить древесине елового леса.
4. Определить годовой прирост древесины, необходимой для поглощения углекислого газа.
1. Рассмотрим каждый источник отдельно:
а) Антрацит:
Масса СО2, выделяющаяся при сжигании антрацита, рассчитывается на основе массы углерода, содержащейся в антраците.
Углерод составляет 90% массы антрацита.
Масса антрацита: 22 тыс. т = 22 000 000 кг
Масса углерода в антраците: 90% * 22 000 000 кг = 19 800 000 кг
Молярная масса СО2 = 12 г/моль + 2 * 16 г/моль = 44 г/моль
Количество молей СО2, выделившегося при сжигании антрацита: 19 800 000 кг * (1 моль СО2/44 г) = 450 000 моль
Количество СО2 в газовом состоянии: 450 000 моль * 22,4 л/моль = 10 080 000 л
Хотя мы и получили объем газа, важно помнить, что это количество указано при нормальных условиях (0°C и 1 атм). Мы должны привести его к объему при условиях, в которых будет поглощаться древесина.
б) Пропан:
Масса СО2, выделяющаяся при сжигании пропана, рассчитывается похожим образом.
Масса пропана: 24 тыс. т = 24 000 000 кг
Масса углерода в пропане: 3 * 24 000 000 кг / 100 = 720 000 кг
Молярная масса СО2 = 12 г/моль + 2 * 16 г/моль = 44 г/моль
Количество молей СО2, выделившегося при сжигании пропана: 720 000 кг * (1 моль СО2/44 г) = 16 363.64 моль
Количество СО2 в газовом состоянии: 16 363.64 моль * 22,4 л/моль = 366 363.64 л (прокруглим до 366 364 л)
2. Общее количество выделяющегося углекислого газа:
Общее количество СО2 = количество СО2, выделяющегося при сжигании антрацита + количество СО2, выделяющегося при сжигании пропана
Общее количество СО2 = 10 080 000 л + 366 364 л = 10 446 364 л
3. Вычислим объем газа, который нужно поглотить древесине елового леса:
Объем газа = общее количество СО2 * (1 м3/1000 л)
Объем газа = 10 446 364 л * (1 м3/1000 л) = 10 446.364 м3
4. Рассчитаем годовой прирост древесины, необходимой для поглощения углекислого газа:
Объем древесины (V) = площадь леса * прирост в высоту леса
V = 5000 га * 410 кг/м3
V = 2 050 000 кг (или 2050 т)
Таким образом, для поглощения выделившегося углекислого газа, необходим прирост древесины в еловом лесу площадью 5000 га, равный 2050 т.