Решение: Опасная концентрация углекислого газа
Статья к заданиюСухой лёд
Прочитайте текст и выполните задания.
Сухой лёд – так называют углекислый газ в кристаллическом состоянии. Его вырабатывают на специальных концентраторах, в результате чего он приобретает сходство со льдом. Особенность сухого льда в том, что он быстро испаряется и сразу превращается в обычный углекислый газ, минуя жидкое состояние.
Сухой лёд используется главным образом в пищевой промышленности: для шоковой заморозки продуктов, их охлаждения и транспортировки. Также его применяют в научно-исследовательской деятельности, например при испытаниях и сборке некоторых агрегатов в машиностроении. Кроме того, сухой лёд часто становится атрибутом химических шоу, так как от него исходит эффектная пелена тумана.
Используя сведения из материала и данные таблицы, определите, будет ли концентрация углекислого газа опасной для человека, если в закрытом помещении площадью $20\ \text{м}^2$ и высотой $2{,}5\ \text{м}$ испарить $2\ \text{кг}$ сухого льда. Ответ подтвердите расчётами.
| № | Газ | Содержание, % |
|---|---|---|
| 1 | азот | 78,09 |
| 2 | кислород | 20,95 |
| 3 | углекислый газ | 0,03 |
| 4 | аргон, неон, гелий и др. | 0,93 |
Решение по шагам
5 шаговНайдём объём закрытого помещения:
$$V_{\text{пом}}=Sh=20\cdot2{,}5=50\ \text{м}^3$$Определим объём углекислого газа, образовавшегося при испарении сухого льда. Используем плотность углекислого газа примерно $1{,}98\ \text{кг/м}^3$:
$$V_{\mathrm{CO_2}}=\dfrac{m}{\rho}=\dfrac{2}{1{,}98}\approx1{,}01\ \text{м}^3$$Рассчитаем долю углекислого газа, появившегося после испарения сухого льда:
$$C_1=\dfrac{1{,}01}{50}\cdot100\%\approx2{,}02\%$$В исходном воздухе уже содержится $0{,}03\%$ углекислого газа. Поэтому общая концентрация будет примерно равна:
$$C\approx2{,}02\%+0{,}03\%=2{,}05\%$$Полученная концентрация меньше опасного уровня $3\%$.
Нет, концентрация углекислого газа будет около $2{,}05\%$, то есть ниже опасного уровня $3\%$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не переводят массу сухого льда в объём углекислого газа.
Делят объём углекислого газа не на объём помещения.
Сравнивают результат с $0{,}03\%$ вместо опасного уровня $3\%$.
Забывают указать единицы измерения и итоговый вывод.