Завдання № 2. Розрахуйте, скільки вуглекислого газу необхідно засвоїти рослині, щоб її біомаса (в перерахунку на глюкозу) збільшилася на 1,5 г

Завдання № 1

Розрахуйте, скільки вуглекислого газу необхідно засвоїти рослині, щоб її біомаса (в перерахунку на глюкозу) збільшилася на 1,5 г. Скільки при цьому виділиться кисню?

Довідкові дані - атомні маси хімічних елементів: а.м. С = 12; а.м. Н = 1; а.м. О = 16.

Еталонне розв’язання

Основне рівняння процесу фотосинтезу має вигляд:

6СО₂ + 6Н₂О --> С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Обчислюємо грам-молекулярні маси вуглеводу (глюкози), діоксиду вуглецю, кисню. Для цього треба скласти атомні маси елементів, які утворюють сполуки, з урахуванням кількості атомів.

Грам-молекулярні маси глюкози, діоксиду вуглецю, кисню становлять:

- глюкози: 1 г-моль С₆Н₁₂О₆ = 12*6 + 1*12 + 16*6 = 180 г;

- діоксиду вуглецю: 6 г-моль СО₂ = 6(12 + 16*2)= 264 г;

- кисню: 6 г-моль 6О₂ = 6*16*2 = 192 г.

Далі міркують так:

при утворенні 180 г С₆Н₁₂О₆ засвоюється 264 г СО₂ ,

а при утворенні 1,5 г С₆Н₁₂О₆ — “ — х СО₂

Звідси х = 1,5*264/180 = 2,2 г СО₂.

Відповідно до рівняння фотосинтезу:

при утворенні 180 г С₆Н₁₂О₆ виділяється 192 г О₂ ,

а при утворенні 1,5 г С₆Н₁₂О₆ — “ — х О₂

Отримуємо х = 1,5*192/180 = 1,6 г О₂.

Висновок: для збільшення біомаси рослини на 1,5 г в процесі фотосинтезу рослина засвоює 2,2 г СО₂ і виділяє 1,6 г О₂.

Визначити потужність викиду вугільного пилу з вентиляційного стволу шахти.

Вихідні дані: продуктивність вентилятора W = 50000 м³/годину. Вміст пилу у повітрі до очистки С₀ = 20 г/м³, коефіцієнт корисної дії (ККД) очисної установки η = 98%.

Еталонне розв’язання

Потужність M (г/сек) викиду пилу за визначенням:

(1)

де: С – вміст (концентрація) пилу у викиді після очищення у очисній установці, г/м³;

V – об’ємна витрата викиду, м³/с.

1) Розраховуємо вміст пилу у викиді, тобто його концентрацію С (г/м³)у вентиляційному повітрі після очищення. Для цього скористуємось формулою для визначення коефіцієнта корисної дії η очисної установки:

, (2)

де: С₀ – концентрація пилу у вентиляційному повітрі до очистки, г/м³;

С – концентрація пилу у викиді (у вентиляційному повітрі після очистки), г/м³.

З формули (2) знаходимо вираження для концентрації пилу на виході з вентиляційного стволу:

(3)

Підставляючи вихідні дані С₀ = 20 г/м³ і η = 98% в формулу (3), знаходимо

2) Перераховуємо задану об’ємну витрату газоповітряної суміші з розмірності м³/годину (W) в розмірність м³/с (V).

Звертаємо увагу на те, що викид являє собою суміш повітря та вугільного пилу. При цьому об’ємна частка пилу не перевищує 0,04 %, тому об’ємна витрата пило-повітряної суміші практично дорівнює продуктивності вентилятора, тобто:

де W = 50000 м³/годину (вихідні дані).

Тоді:

3) Знаходимо потужність викиду пилу за формулою (1):

Відповідь: потужність викиду пилу становить M = 5,56 г/с.

Дата добавления: 2015-05-26