خب، بیا این سوال رو یه جوری بگیم که راحتتر بفهمیمش:
سوال اصلی اینه که:
یه موتور ماشین داریم. یه ذره گاز متان میریزیم توش، با کلی هوا که توش اکسیژن و نیتروژن داره. متان با اکسیژن میسوزه و تموم میشه. اگه همه چیزا گاز بمونن، چقدر از گازایی که از اگزوز میاد بیرون، کربن دیاکسیده؟
حالا بیا حلش کنیم، قدم به قدم:
واکنش سوختن متان:
اول باید بدونیم وقتی متان میسوزه، چی به چی تبدیل میشه. این فرمولشه:
CH₄ (متان) + 2O₂ (اکسیژن) → CO₂ (کربن دیاکسید) + 2H₂O (آب)
چقدر اکسیژن لازمه؟
از فرمول بالا میبینیم که برای سوزوندن یه واحد متان، دو واحد اکسیژن لازم داریم.
چقدر اکسیژن داریم؟
سوال گفته 10 واحد هوا داریم که توش 100 تا اکسیژن هست. یعنی در واقع 2 واحد اکسیژن داریم (چون هر واحد هوا 0.2 واحد اکسیژن داره).
کی تموم میشه؟
یه واحد متان داریم و 2 واحد اکسیژن. برای سوزوندن متان، 2 واحد اکسیژن لازم داریم، ولی ما همونقدر داریم. پس متان زودتر تموم میشه و اون میشه 'واکنشدهنده محدودکننده'.
چقدر محصول تولید میشه؟
چون متان زودتر تموم میشه، مقدار محصولاتی که تولید میشن به متان بستگی داره:
از فرمول میبینیم که به ازای هر واحد متان، یه واحد کربن دیاکسید و دو واحد آب تولید میشه.
پس تو این واکنش، 1 واحد CO₂ و 2 واحد H₂O تولید میشه.
کل گازهای خروجی چقدره؟
گازهای خروجی: CO₂ (که تولید شد)، H₂O (که تولید شد) و N₂ (نیتروژن هوا که کاری به کار واکنش نداشت).
کل گازهای خروجی = CO₂ + H₂O + N₂
کل گازهای خروجی = 1 + 2 + 150 = 153
چقدرش کربن دیاکسیده؟
تو شرایط عادی، درصد حجمی هر گاز تو یه مخلوط گازی، همون درصد مولیشه.
درصد حجمی CO₂ = (مول CO₂ / کل مولهای گازهای خروجی) × ۱۰۰
درصد حجمی CO₂ = (۱ / ۱۵۳) × ۱۰۰ ≈ ۰.۶۵٪
پس جواب میشه حدوداً ۰.۶۵٪