Загрязняющие вещества горения: прогнозируйте продукты и оценивайте системы контроля
Введено| English | Значение |
|---|---|
| incomplete combustion/ɪŋkəmˈpliːt kəmˈbʌstʃn/ | неполное сгорание |
| particulates/pəˈtɪkjʊleɪts/ | взвешенные частицы |
| global dimming | глобальное затемнение |
| acid rain/ˈæsɪd reɪn/ | кислотные дожди |
Does sulfur-free fuel remove every engine pollutant?
- Removing sulfur targets sulfur dioxide. The air entering a hot engine still contains nitrogen and oxygen, and the fuel may still contain carbon.
- Predict products from all reactant sources and the conditions. Then match each pollutant to its effect and a control that actually targets it.
Start with fuel elements and oxygen supply
- Complete combustion of a pure hydrocarbon with sufficient oxygen produces carbon dioxide and water. Limited oxygen can cause incomplete combustion 不完全燃烧, making carbon monoxide and soot as well as some carbon dioxide/water.
- Pure hydrogen plus oxygen forms water, not carbon dioxide: no carbon atoms enter in those reactants. Fuel sulfur burns to sulfur dioxide; at high temperature, nitrogen and oxygen in air can react to form nitrogen oxides.
| Given fuel or condition | Supported product prediction |
|---|---|
| Pure hydrogen and oxygen | Water; no carbon source |
| Methane, sufficient oxygen | Carbon dioxide and water |
| Methane, limited oxygen | Carbon monoxide and/or soot possible |
| Sulfur impurity burned in air | Sulfur dioxide |
| High-temperature engine, nitrogen-free fuel | Nitrogen oxides still possible from air |
Что образуется при полной реакции чистого водорода и кислорода?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Вода образуется в реакции 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Атомы углерода не поступают, поэтому данные реагенты по отдельности не могут образовать диоксид углерода, угарный газ или сажу.
Separate toxic gas from particles
- Carbon monoxide is toxic, colourless and odourless. It reduces the blood's ability to transport oxygen; absence of smell cannot establish its absence.
- Particulates 颗粒物 include carbon particles and unburned hydrocarbons. They can harm health and reduce sunlight reaching the surface, causing global dimming 全球变暗. A particle filter does not necessarily remove a gas such as carbon monoxide.
Назовите токсичный, бесцветный и беззападный углеродсодержащий газ, образующийся при неполном сгорании.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Оксид углерода снижает перенос кислорода в крови и не может быть исключён по запаху. Оксид углерода(IV) — это другой газ с иной основной ролью в данной теме.
Explain nitrogen and sulfur oxide effects
- Sulfur dioxide and nitrogen oxides cause respiratory problems and acid rain 酸雨. Acid rain can damage aquatic ecosystems, trees and some stone/buildings.
- Nitrogen oxides can form from hot air even when the fuel contains no nitrogen. Sulfur-free fuel can lower sulfur dioxide without removing that source of nitrogen oxides.
Сопоставьте каждый загрязнитель или эффект с правильным описанием.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
CO отличается от парникового CO₂. Частицы снижают входящий свет; парниковые газы влияют на исходящее инфракрасное излучение поверхности.
Check a proposed treatment by atom counts
- With the supplied reactants, $CaO+SO_2\rightarrow CaSO_3$: the product is calcium sulfite. Claiming only these reactants make $CaSO_4$ loses oxygen conservation; extra oxygen is needed for sulfate.
- A supplied converter reaction is $2CO+2NO\rightarrow2CO_2+N_2$. Both sides have two carbon, two nitrogen and four oxygen atoms. It removes carbon monoxide and nitrogen monoxide but produces carbon dioxide, so it does not eliminate greenhouse-gas impact.
Better oxygen supply can reduce incomplete-combustion products. It does not remove carbon dioxide from complete carbon-fuel combustion. Always distinguish a reduction in one pollutant from a reduction in every emission.
В реакции 2CO + 2NO → 2CO₂ + N₂ сколько атомов кислорода представлено с каждой стороны уравнения?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Кислород в реагентах = 2×1 из CO + 2×1 из NO = 4 атомов. Кислород в продуктах = 2×2 из CO₂ = 4 атомов. В N₂ нет кислорода; уравнение сохраняет количество атомов.
Evaluate controls with the right radiation model
- Particle filters and sulfur-free fuel can reduce particle and sulfur-dioxide effects. Remaining concerns include carbon dioxide from carbon fuels, carbon monoxide if combustion is incomplete and nitrogen oxides from hot air; measure each relevant emission under comparable conditions.
- Global dimming concerns particles reducing incoming sunlight. Greenhouse warming concerns gases absorbing outgoing surface infrared and emitting in all directions. These are different processes; do not assume dimming safely cancels warming.
“All climate and breathing problems are solved by a particle filter” is false. A filter targets particles; remaining gases have different sources, chemistry and effects.
Fuel elements + oxygen supply + temperature determine possible products. State the pollutant, its effect and a suitable control, and check reaction atom counts before accepting a treatment claim.
Фильтр твердых частиц удаляет все проблемы, связанные с климатом и дыханием, из выхлопных газов двигателя.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Он воздействует на частицы. CO₂ может оставаться после сгорания углеводородного топлива, CO образуется при неполном сгорании, а NOₓ — из горячего воздуха. Эти газы имеют различную химию и воздействие.
Какие два объяснения правильно ограничивают утверждение о контроле выхлопа?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Азот может поступать из воздуха, а газы проходят через фильтр твердых частиц. Достаточное количество кислорода может снизить уровень CO/сажи, но полное сгорание углеводородного топлива все равно образует CO₂.