都市ガス13Aの燃焼エネルギー量

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昨日に続き、ガスを燃焼させて得られるエネルギーを検算する試みの都市ガス編。東京ガスが供給する都市ガス13Aを燃焼させて得られる標準熱量は、

$\rm{45MJ/m^3}$

だという。都市ガスは複数のガスが混合されているが、組成は次の通り。

メタン methane 89.60%
エタン ethane 5.62%
プロパン propane 3.43%
ブタン butane 1.35%

この組成が体積比だとすると、都市ガス13Aに含まれるメタンの物質量は、

$\rm{1000L*89.60/100/22.4(L/mol) = 40.00mol}$

同様に、

$\rm{ethane}$ : $\rm{1000L*5.62/100/22.4(L/mol) = 2.508mol}$
$\rm{propane}$ : $\rm{1000L*3.43/100/22.4(L/mol) = 1.531mol}$
$\rm{butane}$ : $\rm{1000L*1.35/100/22.4(L/mol) = 0.6026mol}$

となる。

www.thermalfluidscentral.org

さて、各ガスの標準燃焼エンタルピーは次の通りとなっている。

$\rm{Δ_{c}H^{°}(methane) = -889kJ/mol}$
$\rm{Δ_{c}H^{°}(ethane) = -1560kJ/mol}$
$\rm{Δ_{c}H^{°}(propane) = -2220kJ/mol}$
$\rm{Δ_{c}H^{°}(butane) = -2877kJ/mol}$

したがって、それぞれ燃焼させて得られる発熱量は、

$\rm{methane}$ : $\rm{40.00mol*889kJ/mol = 35560kJ}$
$\rm{ethane}$ : $\rm{2.508mol*1560kJ/mol = 3912.48kJ}$
$\rm{propane}$ : $\rm{1.531mol*2220kJ/mol = 3398.82kJ}$
$\rm{butane}$ : $\rm{0.6026mol*2877kJ/mol = 1733.68kJ}$

となる。合計してメガジュールになおすと、

$\rm{(35560+3912.48+3398.82+1733.68}*1000/1000000 = 44.60MJ/m^3$

となる。およそ先のサイトに示されていた数値と同じことがわかる。