휘발유 연소 결과 생성되는 이산화탄소의 부피 계산

휘발유 연소 결과 생성되는 이산화탄소의 부피 계산

 

 

자동차 연료로 쓰이는 휘발유는 주성분이 isooctane(C8H18)이다.

1리터당 14 km를 달리는 효율을 가지고 있는 자동차를 타고

영희는 서울집에서 시골집까지 128 km를 달려왔다.

이 자동차가 배출한 이산화탄소의 총 부피는 얼마나 되는가?

단, 섭씨 31도, 대기압은 0.8 atm인 것으로 측정되었다고 한다.

 

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연소된 isooctane의 L수를 계산하면,

128 km / (14 km/L) = 9.1429 L

 

isooctane (밀도 = 0.692 g/mL) 9.1429 L의 질량을 계산하면,

9.1429 L * (0.692 kg/L) = 6.3269 kg

 

isooctane (몰질량 = 114.23 g/mol) 6.3269 kg의 몰수를 계산하면,

6.3269 kg / (114.23 kg/kmol) = 0.0553874 kmol = 55.3874 mol

 

2C8H18 + 25O2 → 16CO2 + 18H2O

C8H18 : CO2 = 2 : 16 = 1 : 8 반응 비이므로,

생성된 이산화탄소의 몰수를 계산하면,

C8H18 : CO2 = 1 : 8 = 55.3874 mol : ? mol

? = 8 * 55.3874 = 443.0992 mol CO2

 

이상기체방정식으로 부피를 계산하면,

PV = nRT

V = nRT / P

= [(443.0992) (0.082) (31+273)] / (0.8) = 13806.9711 L

 

답: 13807 L