Question

天然氣可用于民用及作為汽車清潔燃料，天然氣在-160℃的情況下就變成液體，成為液化天然氣．則：
（1）在天然氣液化的過程中，要______（選填“吸收”或“放出”）熱量．
（2）將天然氣壓縮至2×10⁷Pa時，其體積將縮小200倍．由此說明氣體分子間有______．
（3）天然氣的氣態(tài)密度為0.7kg/m³，則2.8kg天然氣的氣態(tài)體積為______m³，如天然氣的氣態(tài)的熱值為3.5×10⁷J/m³，則這些天然氣完全燃燒放出的熱量為______J．
天然氣的主要成份是甲烷，向陽中學綜合實踐活動小組的同學就天然氣中甲烷氣體的濃度的測量展開探究．他們先上網查詢知道：用二氧化錫制成的電阻的阻值隨空氣中甲烷氣體濃度（甲烷氣體在空氣中的體積分數）的增大而減小．于是他們從物理實驗室借來一只二氧化錫電阻R_x，并從產品說明書上獲取相關參數，如表所示．

甲烷氣體濃度/%		20	40	60	80	100
RX/Ω	25	20	15	10	7	5

（4）請在圖甲中作出二氧化錫電阻阻值R_x與甲烷氣體濃度的關系圖象．

（5）小組同學利用電流表和二氧化錫電阻R_x制作成甲烷氣體濃度檢測儀，其電路圖如圖乙所示．下列關于電流表示數I與甲烷氣體濃度C間關系的圖象中，可能正確的是______

（6）如甲烷氣體濃度檢測儀所用電壓為6V的電源、定值電阻R的阻值為15Ω，如果某綠色農場利用該甲烷氣體濃度檢測儀檢測沼氣池中甲烷氣體的濃度，當電流表的示數為0.2A時，則該沼氣池中的甲烷氣體濃度大約是______%．

Answer 1

【答案】分析：（1）物質由氣態(tài)變成液態(tài)的過程叫液化，氣體液化過程中放出熱量；
（2）物質是由分子組成的，分子之間存在間隙；
（3）已知天然氣的密度和質量，利用公式V=得到天然氣的體積；已知天然氣的熱值和體積，利用Q=qV得到天然氣完全燃燒放出的熱量；
（4）二氧化錫制成的電阻阻值隨空氣中甲烷氣體濃度的增大而減小，但不會減小到0．
（5）R_X與R串聯，二氧化錫制成的電阻阻值隨空氣中甲烷氣體濃度的增大而減小，電路電阻減小，電源電壓不變，根據歐姆定律可知電流的變化，對圖象作出選擇；
（6）根據歐姆定律求出此時電路的總電阻，總電阻減去R的阻值，就是R_X的阻值，再對應表格查出甲烷氣體濃度．
解答：解：
（1）在天然氣液化的過程中，要放出熱量．
（2）將天然氣壓縮至2×10⁷Pa時，其體積將縮小200倍．由此說明氣體分子間有間隙．
（3）∵ρ=
∴天然氣的體積為V===4m³；
天然氣完全燃燒放出的熱量為Q=qV=3.5×10⁷J/m³×4m³=1.4×10⁸J；
（4）R_X隨甲烷氣體濃度的增加而減小，但電阻不會減小到0，如圖：
（5）甲烷濃度增大，二氧化錫制成的電阻阻值變小，R_X與R串聯，電路電阻減小，電源電壓不變，根據歐姆定律可知，電路電流變大，所以符合題意的是C．
（6）電路總電阻R===30Ω，R_X=R-R=30Ω-15Ω=15Ω
查表得：此時甲烷氣體濃度為40%．
故答案為：（1）放出；（2）間隙；（3）4；1.4×10⁸；（4）圖象如下：

（5）C；（6）40．
點評：本題考查電阻、電流的計算和畫關系圖象，關鍵是歐姆定律的應用，還要知道串聯電路電阻的規(guī)律和電流表量程選擇的方法以及從題目所給信息中找到有用的數據．