Question

5．家庭中使用的液化石油氣儲(chǔ)存在鋼罐里，鋼罐頂部有一個(gè)閥門開關(guān)．液化石油氣密度比空氣大，燃燒值約為3.5×10⁷焦/千克，不完全燃燒時(shí)也會(huì)產(chǎn)生CO等有毒氣體，泄露時(shí)易發(fā)生爆炸和火災(zāi)事故．
（1）測(cè)得鋼罐和液化石油氣的總質(zhì)量是30千克，鋼罐與水平地面的接觸面積是5×10^-3米²，試計(jì)算地面承受的壓強(qiáng)大�。�
（2）設(shè)燃燒時(shí)放出的熱量有50%被水吸收，將質(zhì)量為2千克，初溫為20℃的水加熱到100℃，需完全燃燒液化石油氣多少千克？
（3）當(dāng)發(fā)現(xiàn)家里鋼罐中的液化石油氣泄露時(shí)，你怎么辦？

Answer 1

分析 （1）知道鋼罐和液化石油氣的總質(zhì)量，利用G=mg求總重，地面承受的壓力等于其重力，知道受力面積（底面積），再利用p=$\frac{F}{S}$求地面承受的壓強(qiáng)；
（2）知道水的質(zhì)量、比熱容和溫度的變化，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；由題意可知Q_吸=Q_放η，根據(jù)Q_放=mq求出需完全燃燒石油氣的質(zhì)量；
（3）由于液化石油氣是易燃?xì)怏w，故不能有明火出現(xiàn)．

解答 解：（1）鋼罐和液化石油氣的總重：
G=mg=30kg×10N/kg=300N，
受力面積S=5×10^-3m²，
地面承受的壓力：
F=G=300N，
地面承受的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{300N}{5×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=6×10⁴Pa；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）
=6.72×10⁵J；
由題意可知，Q_吸=Q_放η，
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{50%}$=1.344×10⁶J，
由Q_放=mq可得，需完全燃燒石油氣的質(zhì)量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.344×1{0}^{6}J}{3.5×1{0}^{7}J/kg}$=0.0384kg；
（3）當(dāng)發(fā)現(xiàn)家里鋼罐中的液化石油氣泄露時(shí)，關(guān)閉閥門、開窗通氣，嚴(yán)禁有明火出現(xiàn)．
答：（1）地面承受的壓強(qiáng)為6×10⁴Pa；
（2）需完全燃燒液化石油氣0.0384kg；
（3）關(guān)閉閥門、開窗通氣，嚴(yán)禁有明火出現(xiàn)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)公式p=$\frac{F}{S}$、Q_吸=cm△t和Q=mq的理解與掌握，要注意當(dāng)液化石油氣泄漏時(shí)，應(yīng)當(dāng)關(guān)閉閥門、開窗通氣，一定不要出現(xiàn)明火，否則會(huì)發(fā)生爆炸．