Решение задачи №5: Расчет общей массы хлора для обработки воды

Задача №5 Дано: \( V(H_2O) = 5000 \text{ м}^3 \) \( C_{ост}(Cl_2) = 0,4 \text{ мг/л} \) \( \omega_{окисл} = 0,03 \text{ массовых долей от массы воды} \) \( \eta_{потери} = 8\% \) (или 0,08) Найти: \( m_{общ}(Cl_2) \) — общую массу хлора. Решение: 1. Переведем объем воды в литры и найдем массу воды (принимая плотность \( \rho = 1 \text{ кг/л} \)): \[ V = 5000 \text{ м}^3 = 5 \cdot 10^6 \text{ л} \] \[ m(H_2O) = 5 \cdot 10^6 \text{ кг} \] 2. Рассчитаем массу хлора, необходимую для окислительных процессов: По условию расходуется 0,03 массовых долей от массы воды. \[ m_{окисл} = m(H_2O) \cdot 0,03 \] \[ m_{окисл} = 5 \cdot 10^6 \text{ кг} \cdot 0,03 = 150000 \text{ кг} = 150 \text{ т} \] 3. Рассчитаем массу хлора, которая должна остаться в воде (остаточная концентрация): \[ m_{ост} = C_{ост} \cdot V \] \[ m_{ост} = 0,4 \text{ мг/л} \cdot 5 \cdot 10^6 \text{ л} = 2 \cdot 10^6 \text{ мг} = 2 \text{ кг} \] 4. Найдем полезную массу хлора (сумма на окисление и остаток): \[ m_{полезн} = m_{окисл} + m_{ост} \] \[ m_{полезн} = 150000 \text{ кг} + 2 \text{ кг} = 150002 \text{ кг} \] 5. Учтем производственные потери (8%). Это значит, что полезная масса составляет \( 100\% - 8\% = 92\% \) (или 0,92) от общей массы: \[ m_{общ} = \frac{m_{полезн}}{1 - \eta_{потери}} \] \[ m_{общ} = \frac{150002}{0,92} \approx 163045,65 \text{ кг} \] Ответ: для хлорирования воды потребуется примерно 163045,65 кг (или 163,05 т) хлора.