Supraviețuirea lui
James Bond (34p)
În
filmul „Diamonds are forever”,
personajul negativ Blodfeld îl blochează pe James Bond într-o țeavă închisă
ermetic. În problema următoare vă propunem să analizați șansele de
supraviețuire ale lui Bond. Pentru determinarea presiunii gazelor din aer, vom
folosi legea lui Dalton, sau legea presiunilor parțiale, în care se mențiunează
că, la o temperatură constantă, presiunea unui amestec de gaze este suma
presiunilor parțiale ale gazelor componente. Presiunea parțială se calculează
ca produsul dintre presiunea totală și partea de volum a gazului în amestec.
Porțiunea
de țeavă în care este închis Bond are volumul de 2,5 m3, iar
presiunea inițială a aerului aflat în ea este de cca 1bar (100 kPa).
1. Cunoscând
procentul de volum al oxigenului în aer (21%), aflați cantitatea de oxigen și presiunea
sa parțială la momentul blocării lui Bond? (2p)
|
Rezolvare:
Răspuns: ν(O2)=
................., p(O2)= .................
|
2. Considerând că
aerul este format doar din azot și oxigen, calculați partea de masă a
oxigenului aflat în aer. (4p)
|
Rezolvare:
Răspuns: ω(O2)= .................
|
Prin
procesul de respirație, Bond consumă oxigen pentru arderea glucozei din sânge
(C6H12O6).
3.
Scrieți ecuația reacției de ardere a glucozei. (2p)
|
|
Un
adult își pierde cunoștința când presiunea parțială a oxigenului coboară sub
0,1 bar. Se știe că într-un minut o persoană consumă, în medie, 12,5 mmol de
oxigen.
4. Ce cantitate de
oxigen se va găsi în aer în momentul în care Bond își pierde cunoștința? (4p)
|
Rezolvare:
Răspuns: ν(O2)=
.................,
|
5. Câte minute va
fi conștient Bond? (1p)
|
Rezolvare:
Răspuns: Δt = ............min.
|
Un
alt pericol care îl paște pe Bond este acumularea de CO2, care la presiunea
parțială de peste 0,15 bar produce sincopa cerebrală (leșinul).
6. Care este
pericolul mai urgent: consumul de O2 sau acumularea de CO2? (6p)
|
Rezolvare:
Răspuns: .............................................................................................................................
|
În
spațiile închise, cum sunt submarinele, se utilizează diferite substanțe pentru
purificarea aerului.
7.
Indicați formula unei substanțe care l-ar fi ajutat pe
Bond să micșoreze acumularea de CO2. Scrieți ecuația reacției
chimice dintre CO2 și substanța
propusă. (2p)
|
Formula chimică: , ecuația reacției:
|
8. Ce masă de
substanță ar fi necesară pentru a absorbi cantitatea de CO2
eliminată timp de 10 minute? (3p)
|
Rezolvare:
Răspuns: m(subst.)=
.................
|
„Oxygen candles” (lumânările de oxigen) sunt dispozitive care pot asigura oxigenul
necesar unei persone adulte circa 6 ore. Ele sunt confecționate dintr-un
amestec de clorat de
sodiu (NaClO3) și pilitură de fier. Prin aprinderea lumânării rezultă
clorură de sodiu, oxid de fier (II) și se eliberează cca 3340 L de oxigen.
9.
Scrieți ecuația reacției ce are loc la arderea
lumânării. (2p)
|
|
10. Explicați
principiul de funcționare al acestor lumânări. (2p)
|
Răspuns:
|
11. Determinați
raportul de masă în care se amestecă pilitura de fier și cloratul de sodiu
pentru producerea lumânărilor. (5p)
|
Rezolvare:
Răspuns: m(oxid)=
.................
|
12. Câte minute ar
mai fi putut rezista Bond, fără să leșine, dacă ar fi avut asupra sa o astfel
de lumânare? (1p)
|
Rezolvare:
Răspuns: m(oxid)= .................
|
(problemă realizată în colaborare
cu Valeriu Cemortan, masterand, Franța)
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu