Uzay araştırmaları nelerdir

Mars'a insanlı bir görev planlanmaktadır. Mars'ın atmosferi çoğunlukla CO₂'den oluşur. Mars'ta kurulacak bir yaşam ünitesinde, astronotların solunumu sonucu biriken CO₂'yi temizlemek için bir Sabatier Süreci reaktörü kullanılacaktır. Bu kimyasal reaksiyonda, CO₂ ve H₂, bir katalizör eşliğinde reaksiyona girerek CH₄ (metan) ve H₂O (su) oluşturur. Reaksiyon denklemi:
\( CO₂ + 4H₂ \rightarrow CH₄ + 2H₂O \)
Eğer bir astronot günde ortalama 1.0 kg CO₂ üretiyorsa, bu CO₂'yi tamamen dönüştürmek için kaç kg hidrojen (H₂) gazına ihtiyaç vardır? (H: 1, C: 12, O: 16 g/mol)

💡 Bu bir stokiyometri problemidir. Reaksiyon denklemindeki mol oranlarını ve molar kütleleri kullanacağız.

• ➡️ Adım 1: Molar kütleleri hesaplayalım.
  \( CO₂ \)'nin molar kütlesi: \( 12 + (16 \times 2) = 44 \ \text{g/mol} \).
  \( H₂ \)'nin molar kütlesi: \( 1 \times 2 = 2 \ \text{g/mol} \).
• ➡️ Adım 2: 1.0 kg CO₂'nin mol sayısını bulalım.
  1.0 kg = 1000 gram.
  \( n_{CO₂} = \frac{1000 \ \text{g}}{44 \ \text{g/mol}} \approx 22.73 \ \text{mol} \).
• ➡️ Adım 3: Reaksiyon denklemine göre H₂ mol sayısını bulalım.
  Denklem: \( CO₂ + 4H₂ \rightarrow ... \)
  1 mol CO₂, 4 mol H₂ ile reaksiyona girer.
  \( n_{H₂} = 22.73 \ \text{mol} \times 4 = 90.92 \ \text{mol} \).
• ➡️ Adım 4: H₂'nin kütlesini hesaplayalım.
  \( m_{H₂} = n_{H₂} \times \text{Molar kütle} = 90.92 \ \text{mol} \times 2 \ \text{g/mol} = 181.84 \ \text{g} \).
  Bu değeri kg cinsinden yazarsak: \( 0.182 \ \text{kg} \).

✅ Sonuç olarak, bir astronotun ürettiği günlük 1.0 kg CO₂'yi dönüştürmek için yaklaşık 0.18 kg (180 gram) hidrojen gazına ihtiyaç vardır.