解答专家:苏珊?特朗博雷(Susan Trumbore),美国加利福尼亚大学地球系统科学系主任
碳燃料通常以一种还原态(reduced form)的形式存在――也就是说,碳原子大多数都附着在氢原子上。在燃烧时,碳被氧化(与空气中的氧原子结合),生成二氧化碳。因为氧原子比氢原子重得多,所以燃烧产物比所燃烧的燃料重。
就拿汽油来说,正辛烷是汽油的主要成分之一,分子由8 个碳原子和18 个氢原子组成。1 摩尔(6.02×1023 个)正辛烷分子的重量相当于8 个碳原子的重量(12 克/ 摩尔)加上18 个氢原子的重量(1 克/ 摩尔)。因此每摩尔正辛烷分子的重量为114克。
二氧化碳的重量为44 克/ 摩尔(碳为1×12 克/ 摩尔,而氧为2×16 克/ 摩尔)。如果正辛烷完全燃烧生成二氧化碳,它的8 个碳原子都会变成二氧化碳分子的组成部分。每个正辛烷分子完全燃烧会产生8 个二氧化碳分子――即每摩尔正辛烷分子完全燃烧将生成8 摩尔二氧化碳分子,所以会产生352(8×44)克二氧化碳。
这样,产生的二氧化碳与所燃烧的正辛烷的重量比便为352:114,即3:1 左右。然而,由于汽油并非完全由正辛烷组成,因而实际重量比将会有所不同。