即热式节能饮水机
即热式节能饮水机已在地铁站、学校、宾馆等公共场所广泛使用,如图甲为我校教学楼层安装的某品牌即热式节能饮水机,其原理如图乙所示.烧开的水很烫不能立即饮用,即热式节能饮水机中的热交换套管很好地解决了这一问题,它的奥秘在于将进水管与出水管贴在一起,利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温,同时,进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开.
如图乙,当节能饮水机的出水流量为1.9L/min时,20℃的自来水经热交换套管后被预热成85℃的热水流进加热腔,同时有相同质量的100℃的开水从加热腔流 进热交换套管,变成可供直接饮用的温开水流出。
即热式节能饮水机喝水无需等待,即按即出,而且具有待机零功耗,比传统饮水机要节能、省电,真正倡导了绿色环保饮水新概念。
请回答下列问题:
(1)写出一条即热式节能饮水机具有的优点:
(2)若在热交换套管内进行热交换过程中,自来水吸收的热量与等质量的开水放出的热量相等,则可供直接饮用的温开水的温度是
(3)每分钟节能饮水机流出水的质量为
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制作豆浆
在家务劳动中,小明和妈妈一起制作了豆浆。妈妈将一些黄豆放入透明的玻璃碗中,加入适量的水,小明观察到黄豆沉在碗底,透过碗的侧面看到有些黄豆明显变大了,从水面上方看时,感觉到碗底变浅,同时也看到好像有一些黄豆在碗外倒的桌面上,如图甲所示。妈妈说黄豆的吸水速度很慢,需要浸泡8~10小时才能用来制作豆浆。
为了测量黄豆的密度,小明开始了如下的操作:取适量的干黄豆,用电子秤测得其质量为m;在量筒中倒入120mL的水,将黄豆放入量筒水中浸没,测得黄豆和水的总体积为,实验数据记录在下表中。
量筒 | 黄豆质量m/g | 黄豆和水的总体积 | 黄豆的体积 | 黄豆的密度 |
甲 | 53 | 160 | ||
乙 | 34 | 146 | ||
丙 | 21 | 136 |
妈妈将“胖豆子”清洗后放入电动豆浆机(如图乙)并倒入适量的清水,启动豆浆机,转动的叶轮将“胖豆子”打磨研碎,然后将豆浆煮熟后倒入杯中,一杯香浓的豆浆制作成功!
(1)下列说法中
A.用不锈钢制成叶轮,是因为不锈钢的硬度大
B.对着杯口吹气,可加快豆浆的汽化,使它凉得快些
C.豆浆降温后,体积变小,但密度不变
D.将豆子打磨研碎,豆子和水的总质量不变
(2)黄豆呈现黄色,说明黄豆
(3)在图丙中画出干黄豆质量随体积变化的图像,由图像可知其密度为
(4)“胖豆子”的密度约为
(5)在一个容积为V的容器中装满密度为ρ的黄豆,测得黄豆的质量为m,将m与V的比值称为黄豆的堆积密度。若容器中黄豆间空隙的体积为,则
气凝胶
如图所示是世界上最轻的固体﹣﹣﹣﹣气凝胶,已入选吉尼斯世界纪录.这种新材料密度极小,一种硅气凝胶密度仅为3mg/cm3(空气的密度为1.29kg/m3)。这种物质看上去像凝固的烟,但它的成分与玻璃相似。由于气凝胶中99.8%以上是空气,所以有非常好的吸油效果和隔热效果,一寸厚的气凝胶相当20~30块普通玻璃的隔热功能。即使把气凝胶放在玫瑰与火焰之间,玫瑰也会丝毫无损。气凝胶貌似“弱不禁风”,其实非常坚固耐用。它可以承受相当于自身质量几千倍的压力,在温度达到1200摄氏度时才会熔化,坚固耐用程度不亚于钢材。气凝胶比同体积的普通海绵轻得多,将它压缩80%后仍可恢复原状.因为它耐磨且富有弹性,所以很多职业登山者登山时所穿的鞋子都是用气凝胶制成的。由于具备这些特性,气凝胶便成为航天探测中不可替代的材料,俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器都用它来进行隔热。浙江大学的科学家们研制出了一种超轻材料,这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅每立方厘米0.16毫克,也是迄今为止世界上最轻的材料。(1)“气凝胶”这种材料被压缩后仍可恢复原状,说明了它的
A.密度小 B.吸收性好 C.隔热性好 D.弹性好
(2)我国科学家造出“全碳气凝胶”的密度比空气的密度
(3)下列“气凝胶”实际应用中,不可能实现的是
A.清洗厨房的油烟机 B.吸除冰箱内的异味
C.做打桩机的重锤 D.做电影场景中倒塌的“墙壁”
(4)一架用密度为4×103kg/m3铝合金材料制成的质量约80吨的大型飞机,如果用密度仅为3mg/cm3的硅气凝胶做成,其质量相当于
A.一片鸡毛的质量 B.一只鸡蛋的质量
C.一个成年人的质量 D.一台大卡车的质量
客机C919
如图甲,我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。C919机舱内覆有一层高孔率”超细航空级玻璃棉“,能很好地保温与吸收噪音,其单丝纤维直径只有3~5μm,1m3的质量为5kg;
机舱内先进的“呼吸系统”,使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时,能将机外﹣50℃以下的冷空气不断压缩,空气送入舱内时温度达到50℃以上,同时空调系统依靠传感器的自动控制,使舱内气压和温度达到舒适值;
该机有较大的翼载,翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值;机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高,所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与其获得的机械能之比,下表是飞机的部分技术参数。
最大起飞质量 | 72.5t | 客舱内气压 | 8.0×104Pa |
巡航速度 | 920km/h | 发动机巡航推力 | 3.6×104N |
(2)下列关于“超细航空级玻璃棉”性质的描述中,不正确的是
A.单丝纤维很细
B.密度很大
C.隔音性能较好
D.导热能力相对较弱
(3)为确保机舱内的温度维持体感舒适值,机上空调需要不断
(4)飞机水平匀速巡航时,受到的阻力为
2022年继续演绎着中国航天神话,11月29日23点08分神舟十五号载人飞船点火发射成功,7小时后与在轨高510km的神舟十四号胜利对接成功。至此,中国空间站以三船三舱的形式收官建成,总质量超百吨,活动空间超百立方米。费俊龙、邓清明、张陆三名宇航员将进行为期六个月的太空在轨生活和实验。
中国空间站太阳能电池光电效应转换率达30%,输电功率P=80kW。假设太阳能电池板每小时吸收的光能另有10.5%转化为热能用来加热生活用水,试求能将1t水加热升温
豆浆机
某型号豆浆机,净重为2kg,底面面积为4cm2,豆浆机工作时,电热管加热与电动机打浆过程交替进行,都是通过MCU有关脚控制,相应三极管驱动,再由多个继电器组成继电器组实施电路转换来完成,其部分参数如表。
额定电压 | 220V |
点机功率 | 100W |
加热功率 | 1100W |
(2)加热和打浆是交替进行,由此可知,豆浆机中的电动机和电热管的连接方式是
(3)不计热量的损失,加热管正常工作80s,可使1kg豆浆的温度升高
(4)电热管通电一段时间后变得很烫,而与豆浆机连接的导线却不怎么热,主要是因
月球车,学名“月面巡视探测器”,是一种能够在月球表面行驶并完成月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务的专用车辆.玉兔号是中国首辆月球车,和着陆器共同组成嫦娥三号探测器.玉兔号月球车设计质量140kg,能源为太阳能,能够耐受月球表面真空、强辐射、零下180℃到零上150℃极限温度等极端环境.由于月球昼夜温差非常大,白昼时温度高达150℃,黑夜时低至零下180℃.为适应极端环境,“玉兔号”月球车利用导热流体回路、隔热组件、散热面设计、电加热器、同位素热源,可耐受300℃的温差.由于月球上没有风,且重力只有地球的六分之一,月尘扬起来后会长时间悬浮在半空中.这些直径小于1mm的月尘,破坏力不容小视,尤其是侵蚀到月球车的活动部件,将造成部件的异常磨损,降低其使用寿命.科技人员选择了轻盈的塑料和橡胶,并经过两年时间、60多次试验,他们终于做出了主副唇双密封层的创新设计,完成了双密封圈串联安装以及密封唇过盈量优化,可确保防尘密封效果.
(1)月球表面扬起月尘,
(2)玉兔号的能源之一是太阳能,其太阳能电池帆板等设备能将太阳能转化为
(3)玉兔号利用导热流体回路、电加热器等,使月球车保持在一定的温度范围内.如图是一种电加热器和导热流体回路,在经过电热丝后,可使4℃的水升高至48℃,若每分钟流过电热丝的水为4kg,则电路中电流为
电动汽车
电动汽车因经济时尚、节能环保等优点深受消费者青睐。如图甲为我国研制的某款电动汽车。汽车有强大的动力系统,搭载前后两个电机,低速行驶时只开启前电机,高速行驶或爬坡时同时启动两个电机。此外,智能语音识别、超速语音提示、速轮胎上密布花纹等配置都极大增强了驾驶的舒适感和安全性。下表为该车的部分技术参数,电能当量燃料消耗量指:汽车百公里电能消耗量与汽油完全燃烧放出的能量相当的汽油体积。研究表明,在所有环境因素中,温度对汽车电池的充放电性能影响最大。为此,充电系统通过给电池通电,使电池升温预热来应对低温下锂电池使用受限的局面;为防止充电时温度过高,充电系统还具有过热保护功能;为可使用更细的输电线,充电时采用高电压、低电流方式提高充电功率。充电快慢用充电倍率来表示,它在数值上等于充电电流与电池额定容量的比值,单位为C。车辆质量 | 前电机额定功率 | ||
每只轮胎着地面积 | 后电机额定功率 | ||
电池额定容量 | 电能当量燃料消耗量 | ||
电池快充电量范围 | 电动机的能量转化效率 |
(2)关于该电动汽车,下列说法正确的是
A.车上前后两个电机是串联的
B.利用低电流充电,可有效降低热损耗
C.智能语音识别是根据人的音调不同来工作的
D.电池升温预热是通过热传递方式改变电池的内能
(3)当车辆空载置于水平地面上时,车对地面的压强为
(4)该车在水平路面上高速匀速直线行驶时,受到的阻力是空车重力的0.6倍,电机在额定功率下工作,则内车辆行驶的距离为
(5)充电系统过热保护功能的工作原理图如图乙所示。控制电路电源电压恒为,R是电阻箱,是热敏电阻,其阻值与温度的关系如图丙。当电磁铁线圈中的电流时,开关K被吸起,电磁铁线圈电阻忽略不计。当R设定为时,此电路能控制锂电池的最高温度为
垃圾分类与垃圾处理
广东省每天产生将近12.4万吨的生活垃圾,如果处理不当,不仅会污染环境,还浪费资源,因此垃圾分类和科学处理尤为重要。目前采取的垃圾分类方法为“四分法”,即将垃圾分为有害垃圾、可回收物、厨余垃圾和其他垃圾。需要特别注意的是,现在生产的1号、5号、7号等干电池是低汞或者无汞电池,不属于有害垃圾。但纽扣电池、电子产品用的锂电池、电动车电瓶等铅蓄电池和镍镉充电电池仍需作为“有害垃圾”进行回收。
垃圾处理厂对回收后的部分垃圾进行卫生填埋、高温堆肥等处理,并把适合焚烧的生活垃圾送至焚烧厂,每充分燃烧1kg生活垃圾放出的热量大约为。焚烧垃圾产生的能量能够把水加热成高温蒸汽,推动汽轮机转动进行发电。每充分燃烧1kg生活垃圾可产生的电能大约为垃圾焚烧后产生的炉渣,约占焚烧前垃圾重量的五分之一,可用于制造生态建材等产品,实现资源的综合利用。垃圾发电不仅能变废为宝,产出电能,还能节约煤炭资源。
(1)手机锂电池属于
A.有害垃圾
B.可回收物
C.厨余垃圾
D.其他垃圾
(2)焚烧垃圾产生的能量能够把水加热成高温蒸汽,推动汽轮机转动,其能量转化是焚烧垃圾产生的
(3)垃圾发电不仅能变废为宝,产出电能,还能节约煤炭资源,如今,我国到处实施“限电令”,若忽略能量的损耗,完全燃烧100kg的生活垃圾所产生的热量可以节约
(4)焚烧垃圾发电,发电效率大约为
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
速度/(km•h﹣1) | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 |
制动距离/m | 8 | 18 | 32 | 50 |
(2)李明同学阅读了汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表,请根据给出的信息,计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得
(3)若轿车以80kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图乙所示,则在0~5s时间内,轿车发动机对外做功
(4)通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如表所示:根据表中数据所反映的规律可知,当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是