Question

（2013?海門市一模）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

放出

（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

間隙

．
（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

4

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

1.4×10⁸

J．
天然氣的主要成份是甲烷，向陽中學(xué)綜合實踐活動小組的同學(xué)就天然氣中甲烷氣體的濃度的測量展開探究．他們先上網(wǎng)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?jǐn)?shù)）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(chǎn)品說明書上獲取相關(guān)參數(shù)，如表所示．

甲烷氣體濃度/%	0	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(guān)系圖象．

（5）小組同學(xué)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(guān)于電流表示數(shù)I與甲烷氣體濃度C間關(guān)系的圖象中，可能正確的是

C

（6）如甲烷氣體濃度檢測儀所用電壓為6V的電源、定值電阻R₀的阻值為15Ω，如果某綠色農(nóng)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(dāng)電流表的示數(shù)為0.2A時，則該沼氣池中的甲烷氣體濃度大約是

40

%．

Answer 1

分析：（1）物質(zhì)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(zhì)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(zhì)量，利用公式V=

m

ρ

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R₀串聯(lián)，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(jù)歐姆定律可知電流的變化，對圖象作出選擇；
（6）根據(jù)歐姆定律求出此時電路的總電阻，總電阻減去R₀的阻值，就是R_X的阻值，再對應(yīng)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=

m

V

∴天然氣的體積為V=

m

ρ

=

2.8kg

0.7kg/m3

=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R₀串聯(lián)，電路電阻減小，電源電壓不變，根據(jù)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=

U

I

=

6V

0.2A

=30Ω，R_X=R-R₀=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(guān)系圖象，關(guān)鍵是歐姆定律的應(yīng)用，還要知道串聯(lián)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(shù)據(jù)．