Question

7．哈爾濱市松浦大橋是哈爾濱市自行組織建設(shè)的第一座跨江大型橋梁工程，在國(guó)際上亦屬特大型橋梁工程．該橋南起松花江南岸道外區(qū)南勛街，北至松花江北岸永勝路，路線全長(zhǎng)4.027km，設(shè)計(jì)車速為80km/h，
（1）如果小軍開車以設(shè)計(jì)車速行駛，則通過該橋需要多少分鐘？
（2）松浦大橋是由25根深入地下約100米的近似圓柱形澆筑樁支撐起的．每根澆筑樁直徑約為2米．請(qǐng)你計(jì)算一下，灌注一根樁大約需要密度為2.5×10³kg/m³的混凝土多少噸？（本題中π取3）
（3）如圖，灌注大橋的澆筑樁之前要挖基坑，并采用“凍結(jié)法”來對(duì)基坑進(jìn)行圍護(hù)，即用低溫冷媒劑（液氮）將基坑周圍的土層凍結(jié)成密封的凍結(jié)壁．那么：
①“凍結(jié)法”中主要用到了你學(xué)過的哪種物態(tài)變化？
②這種技術(shù)需要基坑周圍的土壤潮濕還是干燥，請(qǐng)說一說你的想法及理由？

Answer 1

分析 （1）知道通過的路程和速度，根據(jù)t=$\frac{s}{v}$求出通過該橋所用的時(shí)間；
（2）先計(jì)算一根樁的體積，再由由密度公式計(jì)算需要的混凝土的質(zhì)量；
（3）物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)叫汽化，液體汽化吸熱，有致冷作用；物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)叫凝固；
從土壤要凍結(jié)上分析說明這種技術(shù)的適用條件．

解答 解：
（1）已知橋的長(zhǎng)和車速，由v=$\frac{s}{t}$可得以設(shè)計(jì)車速行駛，通過該橋需要的時(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{4.027m}{80km/h}$≈0.05h=3min；
（2）由題可知一根樁的體積：
V=Sh=πr²h=3×（$\frac{2}{2}m$）²×100m=300m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得灌注一根樁大約需要混凝土的質(zhì)量：
m=ρV=2.5×10³kg/m³×300m³=750×10³kg=750t；
（3）①液氮容易汽化，且汽化過程需要吸收熱量，使周圍溫度降低，從而使土凍結(jié)（土中水凝固）；
凍結(jié)法施工技術(shù)適合于含水量大于10%的任何含水、松散、不穩(wěn)定土層．如果周圍的土很干燥，沒有水分，則無法結(jié)冰（凝固）而凍結(jié)．
故答案為：（1）如果小軍開車以設(shè)計(jì)車速行駛，則通過該橋需要3分鐘；
（2）灌注一根樁大約需要密度為2.5×10³kg/m³的混凝土750噸；
（3）①汽化；凝固；②這種技術(shù)需要基坑周圍的土壤潮濕，果周圍的土很干燥，沒有水分，則無法結(jié)冰（凝固）而凍結(jié)．

點(diǎn)評(píng) 本題以一橋?yàn)楸尘�，考查了速度公式、密度公式的�?yīng)用，還涉及到了物態(tài)變化的知識(shí)，考查的知識(shí)點(diǎn)多，涉及面很廣，要求學(xué)生很好的綜合應(yīng)用的能力，有一定的難度．