Xăng E5 là một loại xăng sinh học, được tạo thành khi trộn 5 thể tích CHOH (D = 0,8 g/mL) với 95 thể tích xăng truyền thống. Giả sử xăng truyền thống chỉ chứa hai alkane CH và CH (tỷ lệ mol tương ứng 3 : 4, D = 0,7 g/mL). Biết nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 mol các chất trong xăng E5 như sau:
Thành phần xăng E5 CHOH CH CH Nhiệt tỏa ra (kJ/mol) 1365,0 5928,7 6119,8
Trung bình, một chiếc xe máy di chuyển được 1 km thì cần một nhiệt lượng chuyển thành công cơ học có độ lớn là 211,8 kJ. Nếu chiếc xe máy đó di chuyển từ Đà Nẵng đến Huế với quãng đường là 100 km thì hết khoảng bao nhiêu lít xăng? (biết hiệu suất sử dụng nhiên liệu của động cơ xe máy là 30%).
Xăng E5 là một loại xăng sinh học, được tạo thành khi trộn 5 thể tích CHOH (D = 0,8 g/mL) với 95 thể tích xăng truyền thống. Giả sử xăng truyền thống chỉ chứa hai alkane CH và CH (tỷ lệ mol tương ứng 3 : 4, D = 0,7 g/mL). Biết nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 mol các chất trong xăng E5 như sau:
Trung bình, một chiếc xe máy di chuyển được 1 km thì cần một nhiệt lượng chuyển thành công cơ học có độ lớn là 211,8 kJ. Nếu chiếc xe máy đó di chuyển từ Đà Nẵng đến Huế với quãng đường là 100 km thì hết khoảng bao nhiêu lít xăng? (biết hiệu suất sử dụng nhiên liệu của động cơ xe máy là 30%).
| Thành phần xăng E5 | CHOH | CH | CH |
|---|---|---|---|
| Nhiệt tỏa ra (kJ/mol) | 1365,0 | 5928,7 | 6119,8 |
Trung bình, một chiếc xe máy di chuyển được 1 km thì cần một nhiệt lượng chuyển thành công cơ học có độ lớn là 211,8 kJ. Nếu chiếc xe máy đó di chuyển từ Đà Nẵng đến Huế với quãng đường là 100 km thì hết khoảng bao nhiêu lít xăng? (biết hiệu suất sử dụng nhiên liệu của động cơ xe máy là 30%).
Đáp án chính thức: 2,07
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Xét 5 L ethanol + 95 L xăng truyền thống.
- Ethanol: m = 5000 mL × 0,8 = 4000 g → n = 4000/46 = 86,96 mol.
- Xăng truyền thống: m = 95000 mL × 0,7 = 66500 g. Tỷ lệ mol C8H18 : C9H20 = 3 : 4 nên khối lượng mol trung bình = (3·114 + 4·128)/7 = 854/7 ≈ 122 g/mol → n = 66500/122 ≈ 545,08 mol.
- Tổng mol hỗn hợp E5: 86,96 + 545,08 = 632,04 mol.
- Nhiệt đốt cháy trung bình của phần alkane: (3·5928,7 + 4·6119,8)/7 = 6037,9 kJ/mol.
- Nhiệt tỏa trung bình của 1 mol E5: (86,96·1365,0 + 545,08·6037,9)/632,04 ≈ 5394,1 kJ/mol.
- Cơ năng cần cho 100 km: 100 × 211,8 = 21180 kJ. Nhiệt tổng cần tỏa ra: 21180/0,3 = 70600 kJ.
- Số mol E5 cần: 70600/5394,1 ≈ 13,09 mol.
- Khối lượng 1 mol E5 trung bình: 70500 g/632,04 ≈ 111,55 g/mol → khối lượng xăng cần ≈ 13,09 × 111,55 ≈ 1460 g.
- Khối lượng riêng E5: 70500 g / 100000 mL = 0,705 g/mL → thể tích ≈ 1460/0,705 ≈ 2071 mL ≈ 2,07 L.
Vậy xe hết khoảng 2,1 lít xăng (≈ 2,07 L).
Xét 5 L ethanol + 95 L xăng truyền thống.
- Ethanol: m = 5000 mL × 0,8 = 4000 g → n = 4000/46 = 86,96 mol.
- Xăng truyền thống: m = 95000 mL × 0,7 = 66500 g. Tỷ lệ mol C8H18 : C9H20 = 3 : 4 nên khối lượng mol trung bình = (3·114 + 4·128)/7 = 854/7 ≈ 122 g/mol → n = 66500/122 ≈ 545,08 mol.
- Tổng mol hỗn hợp E5: 86,96 + 545,08 = 632,04 mol.
- Nhiệt đốt cháy trung bình của phần alkane: (3·5928,7 + 4·6119,8)/7 = 6037,9 kJ/mol.
- Nhiệt tỏa trung bình của 1 mol E5: (86,96·1365,0 + 545,08·6037,9)/632,04 ≈ 5394,1 kJ/mol.
- Cơ năng cần cho 100 km: 100 × 211,8 = 21180 kJ. Nhiệt tổng cần tỏa ra: 21180/0,3 = 70600 kJ.
- Số mol E5 cần: 70600/5394,1 ≈ 13,09 mol.
- Khối lượng 1 mol E5 trung bình: 70500 g/632,04 ≈ 111,55 g/mol → khối lượng xăng cần ≈ 13,09 × 111,55 ≈ 1460 g.
- Khối lượng riêng E5: 70500 g / 100000 mL = 0,705 g/mL → thể tích ≈ 1460/0,705 ≈ 2071 mL ≈ 2,07 L.
Vậy xe hết khoảng 2,1 lít xăng (≈ 2,07 L).