프로판 5 kg 완전연소에 필요한 공기량(Nm3)

프로판 5 kg 완전연소에 필요한 공기량(Nm3)

프로판가스 5 kg을 완전연소 하는데 필요한 공기량은 약 몇 Nm3인가?

(단, 공기 중 산소와 질소의 체적비는 21:79 이다.)

프로판가스 5[kg]을 완전연소 하는데 필요한 공기량은 약 몇 [Nm3] 인가? (단, 공기 중 산소와 질소의 체적비는 21:79 이다.)

① 61

② 81

③ 110

④ 121

C3H8의 몰질량 = 3(12) + 8(1) = 44 g/mol 이므로,

5000 g / (44 g/mol) = 113.636 mol C3H8

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

프로판 연소 반응식

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7441 )

C3H8 : O2 = 1 : 5 계수비(= 몰수비) 이므로,

113.636 mol C3H8 연소에 필요한 O2의 몰수를 계산하면,

C3H8 : O2 = 1 : 5 = 113.636 mol : ? mol

? = 5 × 113.636 = 568.18 mol O2

기체의 부피비 = 기체의 몰수비 이므로,

(568.18 mol) / (21/100) = 2705.6 mol 공기

Nm3 조건 = 20℃, 1 atm 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/6441 )

PV = nRT 로부터,

( 참고 https://ywpop.blogspot.com/2024/05/ideal-gas-equation-pv-nrt.html )

2705.6 mol 공기의 부피를 계산하면,

V = nRT / P

= (2705.6) (0.08206) (273.15 + 20) / (1)

= 65085.6 L

= 65.1 Nm3 공기

또는

Nm3 ≒ Sm3 라 가정하면,

기체 1 mol = 22.4 L 이므로,

2705.6 mol × (22.4 L / 1 mol)

= 60605 L

= 60.605 m3 공기

답: ① 61

[공식] STP에서 프로판 완전연소에 필요한 공기량(L)

= C3H8 질량(g) / 44 × 5 / (21/100) × 22.4

= C3H8 질량(g) × (1/44) × 5 × 1/(21/100) × 22.4

= C3H8 질량(g) × 12.12

= 5000 × 12.12

= 60600 L

[키워드] 프로판 완전연소에 필요한 공기량 기준