《液化方法及其應用》專題期末復習(2)
9.我國古代有許多藝術性、科學性較高的飲器.有一種杯子叫“常滿杯”,杯中有用上等白玉做成的圓錐體.這種杯子放在某些地方的空氣中,白玉圓錐體上就會有水滴產生,過一段時間后杯中就會盛滿水,故稱常滿杯.下列有幾種關于此杯的說法,其中錯誤的是( )
A. 杯中的水是水蒸氣在白玉上液化形成的
B. 杯中的水是空氣在白玉上液化形成的
C. 有水滴產生時,白玉溫度比周圍空氣溫度低
D. 利用杯子在缺少水源的崇山峻嶺中可能自動“生”水
考點: 液化方法及其應用.
分析: 物質從氣態變為液體叫液化,液化的方式有:一是降低溫度,二是壓縮體積.據此分析判斷.
解答: 解:把這種圓錐形杯子放在某些地方的空氣中,空氣中的水蒸氣遇冷(白玉杯子)液化成小水珠附著在白玉杯內壁上,積少成多,過一段時間后杯中就會盛滿水,故稱常滿杯.由此可見:
杯中的水是水蒸氣在白玉上液化形成的,故A正確 、B錯;
有水滴產生時,白玉溫度比周圍空氣溫度低,正確;
在缺少水源的崇山峻嶺中,空氣中水蒸氣可以液化成水,即自動“生”水,正確.
故選B.
點評: 本題考查了液化及條件,分析題目時要靈活所學物體變化的知識.
10.下列說法中正確的是( )
A. “煤氣罐”里裝有液態石油氣,它是在普通溫度下用壓縮體積、增大壓強的方法把石油氣液化裝在鋼罐里的
B. 使用“煤氣罐”里的液態石油氣時,旋開閥門,壓強變小,液態變成氣體
C. 氣體打火機用的丁烷氣體,也是用壓縮體積、增大壓強的方法使它變為液態,貯存在打火機里的
D. 電冰箱里電動壓縮機的作用是壓縮氟氯烷蒸汽體積,從而用增大壓強的方法把它壓入冷凝器里液化放熱的
考點: 液化方法及其應用.
專題: 汽化和液化、升華和凝華.
分析: 氣體液化有兩種方式:降低溫度(任何氣體在降到足夠低的情況下都可以使氣體液化)、壓縮體積(壓縮體積不能使所有的氣體都液化).液化過程中放熱.
解答: 解:A、“煤氣罐”里裝有液態石油氣,它是在普通溫度下用壓縮體積、增大壓強的方法把石油氣液化裝在鋼罐里的,故A正確;
B、使用“煤氣罐”里的液態石油氣時,旋開閥門,壓強變小,液態變成氣體,屬汽化過程,故B正確;
C、氣體打火機用的丁烷氣體,是用壓縮體積、增大壓強的方法使它變為液態,貯存在打火機里的,故C正確;
D、電冰箱里電動壓縮機的作用是壓縮氟氯烷蒸汽體積,從而用增大壓強的方法把它壓入冷凝器里液化放熱的,故D正確.
故選ABCD.
點評: 了解使氣體液化的兩種方法以及其在生活中的應用實例,是解答此題的關鍵.生活中應多觀察、多積累.
二.解答題(共10小題)
11.北京奧運會“祥云”火炬(如圖所示)燃料為丙烷氣體,為了便于儲存或攜帶,常溫下采用 壓縮體積 的方法使其液化,液化需要 放熱 (選填“吸熱”或“放熱”).在生活中,也有利用這種方法使氣體液化的實例,如 一次性打火機中的燃料 .(列舉一例即可)
考點: 液化方法及其應用;液化及液化現象.
專題: 汽化和液化、升華和凝華.
分析: (1)物質由氣態變成液態的現象稱為液化,使氣體液化有降低溫度和壓縮體積兩種方法;
(2)氣體液化變成液體時,要向外放出熱量,即液化放熱.
解答: 解:火炬燃料為丙烷氣體,為了便于儲存或攜帶,常溫下可采用壓縮體積的方法,液化是放熱過程,要向外放出熱量.這與我們家中使用的液化石油氣或一次性打火機中的燃料是相同的.
故答案為:壓縮體積;放熱;一次性打火機中的燃料.
點評: 本題主要考查學生對液化方法以及液化放熱的了解和掌握,屬于識記性內容,是一道基礎題.
12.閱讀下面的文章回答問題:
某天晚上10點左右,某路上一家名為“的士”的休閑中心的工作人員突然發現停車場里一輛大型槽 罐車尾部不斷冒出白煙,并且越來越大,當他走過去一看,被現場的情景嚇了一跳,只見車尾部開始結冰,車廂下端已經有大約10厘米長的冰柱,而液體剛滴到地上就開始結冰,不久地面上就是一層厚厚的冰.原來,這輛屬于某公司的槽罐車滿載液態氮氣,車尾部冒出的白煙就是車罐內液態氮發生泄漏的表現.據介紹,氮氣具有快速制冷的效果,如果有足夠多的氮,可以在很短的時間內將周圍氣溫降低到零下50℃,這種情況比較危險…
小明是個愛動腦筋的好孩子,看了這則新聞后,提出了如下問題,你能幫他解答嗎?
(1)氮氣是空氣的主要成分,常溫常壓下是氣態,可槽罐車的車罐內怎么會出現液態氮?這樣將氣體進行液化有什么好處?
(2)車罐內液態氮發生泄漏時為何會冒出“白煙”?
(3)根據所學物理知識和自然知識,文中似乎有兩處不妥,請你說明原因.
考點: 液化方法及其應用;液化及液化現象.
專題: 汽化和液化、升華和凝華.
分析: (1)液化的方法:降溫和壓縮體積;
(2)物質由液態變為氣態屬于汽化,汽化吸熱;空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠,液化放熱;
(3)汽化吸熱具有制冷效果.
解答: 解:(1)增大氮氣的氣壓,使其沸點升高,在常溫下變成液體.這樣可以使氮氣的體積減小,便于攜帶運輸;
(2)因為液態氮在常溫常壓下是氣態,所以泄漏后馬上就會發生汽化,而汽化要吸熱,使周圍的溫度急劇降低,空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠,因此會冒出“白煙”;
(3)“液體剛滴到地上就開始結冰”,液態氮泄漏后立刻就汽化了,不會滴到地上;“氮氣具有快速制冷的效果”液態氮汽化吸熱時才具有制冷效果 .
答:(1)增大氮氣的氣壓,使其沸點升高,在常溫下變成液體.這樣將氣體進行液化可以使氮氣的體積減小,便于攜帶運輸;
(2)液態氮在常溫常壓下是氣態,所以泄漏后馬上就會發生汽化,而汽化要吸熱,使周圍的溫度急劇降低,空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠,因此會冒出“白霧”;
(3)液態氮泄漏后立刻就汽化了,不會滴到地上;液態氮汽化吸熱時才具有制冷效果.
點評: 此題綜合考查液化及其液化現象,液化方法及其應用等知識點,只要認真閱讀材料,熟練掌握基礎知識,就不難解答.
13.空調是一種常用的家用電器,它是利用了叫做氟利昂的物質作為“熱”的搬運工,把室內的熱搬運到室外或把室外的熱搬運到室內.小明家的電能表上標有600r/kW•h字樣,小明臥室的面積15m2(有效空間為40m3),冬天僅開空調機,小明發現電能表的轉盤5min轉了60轉,房間溫度升高10℃.
(1)電動壓縮機是通過什么方式液化氟利昂的?
(2)設空調制冷和制熱耗電功率相同,已知空氣的比熱容為103J/(kg•℃),空氣密度約1.3kg/m3.室內空氣吸收的熱量是多少?該空調工作5min消耗的電能是多少?耗電功率是多大?
(3)請判斷該空調有沒有違反能量守恒定律?
考點: 液化方法及其應用;能量守恒定律;電功的計算;電功率的計算.
專題: 其他綜合題.
分析: (1)氟利昂的特點是比熱容大、容易汽化和液化;電動壓縮機是通過壓縮體積來使氟利昂液化的;
(2)根據密度公式求出室內空氣的質量,根據Q=cm△t求出室內空氣吸收的熱量;已知每消耗1千瓦時轉盤轉動600轉,可求60轉消耗的電能;再利用P= 求出電功率;
(3)空調機并不是依靠電能加熱的,電驅動的只不過是壓縮機,依靠壓縮機,使氟利昂帶著空氣中的熱進入空調機,從而循環加熱室內空氣.所以說,真正加熱室內空氣的是室外空氣中的熱量;
解答: 解:(1)氟利昂具有比熱容大,液化溫度低的特性;電動壓縮機是通過壓縮體積的方式液化氟利昂的;
(2)室內空氣的質量:
m=ρV=1.3kg/m3×40m3=52kg,
室內空氣吸收的熱量:
Q吸=cm△t=103J/(kg•℃)×52kg×10℃=5.2×105J;
空調機5min消耗的電能:
W= =0.1kW•h,
該空調的耗電功率:
P= = =1.2kW=1200W;
(3)空調機5min消耗的電能:
W=0.1kW•h=3.6×105J
熱泵只是搬運能量的設備,空氣源熱泵是從空氣里面提取熱量,把熱量從溫度低的地方搬到溫度高的地方,不是電加熱室內空氣,故不違反能量守恒定律.
故答案為:(1)電動壓縮機是通過壓縮體積的方式液化氟利昂的;
(2)室內空氣吸收的熱量是5.2×105J,該空調工作5min消耗的電能是3.6×105J;耗電功率是1200W;
(3)不違反能量守恒定律;
點評: 本題以空調機為載體考查了氟利昂的特性和物體的變化、質量的計算、熱量的計算等,關鍵是明白空調機工作的原理和能量的轉化以及計算過程中的單位換算.
14.小剛在浴池中洗澡,看到天花板下滴下的水珠.他想:“水蒸氣變成水有沒有條件,是不是跟溫度有關?”他先進行了猜想:水蒸氣的液化是否跟遇到冷的物體有關?然后他就進行了以下的實驗,給試管里的水加熱,用導管把產生的水蒸氣噴到冷的玻璃片上,看到有水珠產生,而再把水蒸氣噴到加熱的玻璃片上時,卻沒有發現水珠.
根據閱讀內容,回答下列問題:
(1)小剛同學可以得到一個什么結論?
(2)該結論在上述研究過程中有什么應用?試舉例說明.
考點: 液化方法及其應用.
專題 : 汽化和液化、升華和凝華.
分析: (1)氣體液化有兩種方法:降溫和壓縮體積.
(2)液化可以應用到人工降雨中,向空中灑干冰,常溫下升華吸收熱量,使空氣溫度降低,空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠或凝華成小冰晶,小冰晶在下落過程中,摩擦生熱熔化,液化成的小水珠和熔化成的水,一起降落形成雨.
解答: 答:(1)熱的水蒸氣噴到冷的玻璃片上,看到有水珠產生,而再把水蒸氣噴到加熱的玻璃片上時,卻沒有發現水珠.說明降溫可以使水蒸氣液化.
(2)人工降雨是干冰升華吸收熱量,使空氣溫度降低,空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠或凝華成小冰晶,小冰晶在下落過程中,摩擦生熱熔化,液化成的小水珠和熔化成的水,一起降落形成雨.
點評: 降溫和壓縮體積使氣體液化在生活中很常見,如霧、露、液化石油氣、氧氣瓶中的氧氣等等.
15.《揚子晚報》2004年5月21日A4版報道了一則新聞(標題:氮氣泄露,報訊:昨晚,南京市建寧路上一停車場內發生氮氣泄露事故,現場周圍“寒氣”逼人,車廂掛起冰柱,地面結了厚厚一層冰.昨晚10點左右,建寧路上一家名為“的士”的休閑中心的一名工作人員突然發現停車場里一輛大型槽罐車尾部不斷冒出白煙,并且越來越大,當他走過去一看,被現場的情景嚇了一跳,只見車尾部開始結冰,車廂下端已經有大約10cm長的冰柱,而液體剛滴到地面上就開始結冰,不久地面上就是一層厚厚的冰.原來,這輛屬于南京氣體產品公司的槽罐車滿載液態氮氣,車尾部冒出的白煙就是車罐內液態氮發生泄露的表現.據介紹,氮氣具有快速制冷的效果,如果有足夠多的氮,可以在很短的時間內將周圍氣溫降低到零下50℃,情況比較危險…) 小盼是個愛動腦筋的好孩子,閱讀了這則新聞后,提出了下面的問題,你能幫她解答嗎?
①氮氣是空氣的主要成分,常溫常壓下是氣態,可槽罐車的車罐里怎么會出現液態氮?這樣將氣體進行液化有何好處?
②車罐內液體氮發生泄露時為何會冒出“白煙”?
③根據所學的物理和自然知識,文中似乎有兩處不妥,你能指出來并加以改正嗎?
考點: 液化方法及其應用;液化及液化現象.
專題: 汽化和液化、升華和凝華.
分析: (1)液化的方法:降溫和壓縮體積;
(2)物質由液態變為氣態屬于汽化,汽化吸熱;空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠,液化放熱;
(3)汽化吸熱具有制冷效果.
解答: 解:(1)增大氮氣的氣壓,使其沸點升高,在常溫下變成液體.這樣可以使氮氣的體積減小,便于攜帶運輸;
(2)因為液態氮在常溫常壓下是氣態,所以泄漏后馬上就會發生汽化,而汽化要吸熱,使周圍的溫度急劇降低,空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠,因此會冒出“白煙”;
(3)“液體剛滴到地上就開始結冰”,液態氮泄漏后立刻就汽化了,不會滴到地上;“氮氣具有快速制冷的效果”液態氮汽化吸熱時才具有制冷效果.
答:(1)增大氮氣的氣壓,使其沸點升高,在常溫下變成液體.這樣將氣體進行液化可以使氮氣的體積減小,便于攜帶運輸;
(2)液態氮在常溫常壓下是氣態,所以泄漏后馬上就會發生汽化,而汽化要吸熱,使周圍的溫度急劇降低,空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠,因此會冒出“白煙”;
(3)液態氮泄漏后立刻就汽化了,不會滴到地上;液態氮汽化吸熱時才具有制冷效果.
點評: 此題綜合考查液化及其液化現象,液化方法及其應用等知識點,只要認真閱讀材料,熟練掌握基礎知識,就不難解答.