《液化方法及其应用》专题期末复习(2)
9.我国古代有许多艺术性、科学性较高的饮器.有一种杯子叫“常满杯”，杯中有用上等白玉做成的圆锥体.这种杯子放在某些地方的空气中，白玉圆锥体上就会有水滴产生，过一段时间后杯中就会盛满水，故称常满杯.下列有几种关于此杯的说法，其中错误的是( )
A. 杯中的水是水蒸气在白玉上液化形成的
B. 杯中的水是空气在白玉上液化形成的
C. 有水滴产生时，白玉温度比周围空气温度低
D. 利用杯子在缺少水源的崇山峻岭中可能自动“生”水
考点： 液化方法及其应用.
分析： 物质从气态变为液体叫液化，液化的方式有：一是降低温度，二是压缩体积.据此分析判断.
解答： 解：把这种圆锥形杯子放在某些地方的空气中，空气中的水蒸气遇冷(白玉杯子)液化成小水珠附着在白玉杯内壁上，积少成多，过一段时间后杯中就会盛满水，故称常满杯.由此可见：
杯中的水是水蒸气在白玉上液化形成的，故A正确 、B错;
有水滴产生时，白玉温度比周围空气温度低，正确;
在缺少水源的崇山峻岭中，空气中水蒸气可以液化成水，即自动“生”水，正确.
故选B.
点评： 本题考查了液化及条件，分析题目时要灵活所学物体变化的知识.
10.下列说法中正确的是( )
A. “煤气罐”里装有液态石油气，它是在普通温度下用压缩体积、增大压强的方法把石油气液化装在钢罐里的
B. 使用“煤气罐”里的液态石油气时，旋开阀门，压强变小，液态变成气体
C. 气体打火机用的丁烷气体，也是用压缩体积、增大压强的方法使它变为液态，贮存在打火机里的
D. 电冰箱里电动压缩机的作用是压缩氟氯烷蒸汽体积，从而用增大压强的方法把它压入冷凝器里液化放热的
考点： 液化方法及其应用.
专题： 汽化和液化、升华和凝华.
分析： 气体液化有两种方式：降低温度(任何气体在降到足够低的情况下都可以使气体液化)、压缩体积(压缩体积不能使所有的气体都液化).液化过程中放热.
解答： 解：A、“煤气罐”里装有液态石油气，它是在普通温度下用压缩体积、增大压强的方法把石油气液化装在钢罐里的，故A正确;
B、使用“煤气罐”里的液态石油气时，旋开阀门，压强变小，液态变成气体，属汽化过程，故B正确;
C、气体打火机用的丁烷气体，是用压缩体积、增大压强的方法使它变为液态，贮存在打火机里的，故C正确;
D、电冰箱里电动压缩机的作用是压缩氟氯烷蒸汽体积，从而用增大压强的方法把它压入冷凝器里液化放热的，故D正确.
故选ABCD.
点评： 了解使气体液化的两种方法以及其在生活中的应用实例，是解答此题的关键.生活中应多观察、多积累.
二.解答题(共10小题)
11.北京奥运会“祥云”火炬(如图所示)燃料为丙烷气体，为了便于储存或携带，常温下采用 压缩体积 的方法使其液化，液化需要 放热 (选填“吸热”或“放热”).在生活中，也有利用这种方法使气体液化的实例，如 一次性打火机中的燃料 .(列举一例即可)
考点： 液化方法及其应用;液化及液化现象.
专题： 汽化和液化、升华和凝华.
分析： (1)物质由气态变成液态的现象称为液化，使气体液化有降低温度和压缩体积两种方法;
(2)气体液化变成液体时，要向外放出热量，即液化放热.
解答： 解：火炬燃料为丙烷气体，为了便于储存或携带，常温下可采用压缩体积的方法，液化是放热过程，要向外放出热量.这与我们家中使用的液化石油气或一次性打火机中的燃料是相同的.
故答案为：压缩体积;放热;一次性打火机中的燃料.
点评： 本题主要考查学生对液化方法以及液化放热的了解和掌握，属于识记性内容，是一道基础题.
12.阅读下面的文章回答问题：
某天晚上10点左右，某路上一家名为“的士”的休闲中心的工作人员突然发现停车场里一辆大型槽 罐车尾部不断冒出白烟，并且越来越大，当他走过去一看，被现场的情景吓了一跳，只见车尾部开始结冰，车厢下端已经有大约10厘米长的冰柱，而液体刚滴到地上就开始结冰，不久地面上就是一层厚厚的冰.原来，这辆属于某公司的槽罐车满载液态氮气，车尾部冒出的白烟就是车罐内液态氮发生泄漏的表现.据介绍，氮气具有快速制冷的效果，如果有足够多的氮，可以在很短的时间内将周围气温降低到零下50℃，这种情况比较危险…
小明是个爱动脑筋的好孩子，看了这则新闻后，提出了如下问题，你能帮他解答吗?
(1)氮气是空气的主要成分，常温常压下是气态，可槽罐车的车罐内怎么会出现液态氮?这样将气体进行液化有什么好处?
(2)车罐内液态氮发生泄漏时为何会冒出“白烟”?
(3)根据所学物理知识和自然知识，文中似乎有两处不妥，请你说明原因.
考点： 液化方法及其应用;液化及液化现象.
专题： 汽化和液化、升华和凝华.
分析： (1)液化的方法：降温和压缩体积;
(2)物质由液态变为气态属于汽化，汽化吸热;空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，液化放热;
(3)汽化吸热具有制冷效果.
解答： 解：(1)增大氮气的气压，使其沸点升高，在常温下变成液体.这样可以使氮气的体积减小，便于携带运输;
(2)因为液态氮在常温常压下是气态，所以泄漏后马上就会发生汽化，而汽化要吸热，使周围的温度急剧降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，因此会冒出“白烟”;
(3)“液体刚滴到地上就开始结冰”，液态氮泄漏后立刻就汽化了，不会滴到地上;“氮气具有快速制冷的效果”液态氮汽化吸热时才具有制冷效果 .
答：(1)增大氮气的气压，使其沸点升高，在常温下变成液体.这样将气体进行液化可以使氮气的体积减小，便于携带运输;
(2)液态氮在常温常压下是气态，所以泄漏后马上就会发生汽化，而汽化要吸热，使周围的温度急剧降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，因此会冒出“白雾”;
(3)液态氮泄漏后立刻就汽化了，不会滴到地上;液态氮汽化吸热时才具有制冷效果.
点评： 此题综合考查液化及其液化现象，液化方法及其应用等知识点，只要认真阅读材料，熟练掌握基础知识，就不难解答.
13.空调是一种常用的家用电器，它是利用了叫做氟利昂的物质作为“热”的搬运工，把室内的热搬运到室外或把室外的热搬运到室内.小明家的电能表上标有600r/kW•h字样，小明卧室的面积15m2(有效空间为40m3)，冬天仅开空调机，小明发现电能表的转盘5min转了60转，房间温度升高10℃.
(1)电动压缩机是通过什么方式液化氟利昂的?
(2)设空调制冷和制热耗电功率相同，已知空气的比热容为103J/(kg•℃)，空气密度约1.3kg/m3.室内空气吸收的热量是多少?该空调工作5min消耗的电能是多少?耗电功率是多大?
(3)请判断该空调有没有违反能量守恒定律?
考点： 液化方法及其应用;能量守恒定律;电功的计算;电功率的计算.
专题： 其他综合题.
分析： (1)氟利昂的特点是比热容大、容易汽化和液化;电动压缩机是通过压缩体积来使氟利昂液化的;
(2)根据密度公式求出室内空气的质量，根据Q=cm△t求出室内空气吸收的热量;已知每消耗1千瓦时转盘转动600转，可求60转消耗的电能;再利用P= 求出电功率;
(3)空调机并不是依靠电能加热的，电驱动的只不过是压缩机，依靠压缩机，使氟利昂带着空气中的热进入空调机，从而循环加热室内空气.所以说，真正加热室内空气的是室外空气中的热量;
解答： 解：(1)氟利昂具有比热容大，液化温度低的特性;电动压缩机是通过压缩体积的方式液化氟利昂的;
(2)室内空气的质量：
m=ρV=1.3kg/m3×40m3=52kg，
室内空气吸收的热量：
Q吸=cm△t=103J/(kg•℃)×52kg×10℃=5.2×105J;
空调机5min消耗的电能：
W= =0.1kW•h，
该空调的耗电功率：
P= = =1.2kW=1200W;
(3)空调机5min消耗的电能：
W=0.1kW•h=3.6×105J
热泵只是搬运能量的设备，空气源热泵是从空气里面提取热量，把热量从温度低的地方搬到温度高的地方，不是电加热室内空气，故不违反能量守恒定律.
故答案为：(1)电动压缩机是通过压缩体积的方式液化氟利昂的;
(2)室内空气吸收的热量是5.2×105J，该空调工作5min消耗的电能是3.6×105J;耗电功率是1200W;
(3)不违反能量守恒定律;
点评： 本题以空调机为载体考查了氟利昂的特性和物体的变化、质量的计算、热量的计算等，关键是明白空调机工作的原理和能量的转化以及计算过程中的单位换算.
14.小刚在浴池中洗澡，看到天花板下滴下的水珠.他想：“水蒸气变成水有没有条件，是不是跟温度有关?”他先进行了猜想：水蒸气的液化是否跟遇到冷的物体有关?然后他就进行了以下的实验，给试管里的水加热，用导管把产生的水蒸气喷到冷的玻璃片上，看到有水珠产生，而再把水蒸气喷到加热的玻璃片上时，却没有发现水珠.
根据阅读内容，回答下列问题：
(1)小刚同学可以得到一个什么结论?
(2)该结论在上述研究过程中有什么应用?试举例说明.
考点： 液化方法及其应用.
专题 ： 汽化和液化、升华和凝华.
分析： (1)气体液化有两种方法：降温和压缩体积.
(2)液化可以应用到人工降雨中，向空中洒干冰，常温下升华吸收热量，使空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠或凝华成小冰晶，小冰晶在下落过程中，摩擦生热熔化，液化成的小水珠和熔化成的水，一起降落形成雨.
解答： 答：(1)热的水蒸气喷到冷的玻璃片上，看到有水珠产生，而再把水蒸气喷到加热的玻璃片上时，却没有发现水珠.说明降温可以使水蒸气液化.
(2)人工降雨是干冰升华吸收热量，使空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠或凝华成小冰晶，小冰晶在下落过程中，摩擦生热熔化，液化成的小水珠和熔化成的水，一起降落形成雨.
点评： 降温和压缩体积使气体液化在生活中很常见，如雾、露、液化石油气、氧气瓶中的氧气等等.
15.《扬子晚报》2004年5月21日A4版报道了一则新闻(标题：氮气泄露，报讯：昨晚，南京市建宁路上一停车场内发生氮气泄露事故，现场周围“寒气”逼人，车厢挂起冰柱，地面结了厚厚一层冰.昨晚10点左右，建宁路上一家名为“的士”的休闲中心的一名工作人员突然发现停车场里一辆大型槽罐车尾部不断冒出白烟，并且越来越大，当他走过去一看，被现场的情景吓了一跳，只见车尾部开始结冰，车厢下端已经有大约10cm长的冰柱，而液体刚滴到地面上就开始结冰，不久地面上就是一层厚厚的冰.原来，这辆属于南京气体产品公司的槽罐车满载液态氮气，车尾部冒出的白烟就是车罐内液态氮发生泄露的表现.据介绍，氮气具有快速制冷的效果，如果有足够多的氮，可以在很短的时间内将周围气温降低到零下50℃，情况比较危险…) 小盼是个爱动脑筋的好孩子，阅读了这则新闻后，提出了下面的问题，你能帮她解答吗?
①氮气是空气的主要成分，常温常压下是气态，可槽罐车的车罐里怎么会出现液态氮?这样将气体进行液化有何好处?
②车罐内液体氮发生泄露时为何会冒出“白烟”?
③根据所学的物理和自然知识，文中似乎有两处不妥，你能指出来并加以改正吗?
考点： 液化方法及其应用;液化及液化现象.
专题： 汽化和液化、升华和凝华.
分析： (1)液化的方法：降温和压缩体积;
(2)物质由液态变为气态属于汽化，汽化吸热;空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，液化放热;
(3)汽化吸热具有制冷效果.
解答： 解：(1)增大氮气的气压，使其沸点升高，在常温下变成液体.这样可以使氮气的体积减小，便于携带运输;
(2)因为液态氮在常温常压下是气态，所以泄漏后马上就会发生汽化，而汽化要吸热，使周围的温度急剧降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，因此会冒出“白烟”;
(3)“液体刚滴到地上就开始结冰”，液态氮泄漏后立刻就汽化了，不会滴到地上;“氮气具有快速制冷的效果”液态氮汽化吸热时才具有制冷效果.
答：(1)增大氮气的气压，使其沸点升高，在常温下变成液体.这样将气体进行液化可以使氮气的体积减小，便于携带运输;
(2)液态氮在常温常压下是气态，所以泄漏后马上就会发生汽化，而汽化要吸热，使周围的温度急剧降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，因此会冒出“白烟”;
(3)液态氮泄漏后立刻就汽化了，不会滴到地上;液态氮汽化吸热时才具有制冷效果.
点评： 此题综合考查液化及其液化现象，液化方法及其应用等知识点，只要认真阅读材料，熟练掌握基础知识，就不难解答.