Question

17．利用一個空瓶子和一個裝有紅棕色二氧化氮氣體的瓶子（平板玻璃蓋住瓶口），用來證明氣體的分子是運動的，已知二氧化氮的密度大于空氣的密度，實驗時，應(yīng)該把裝有二氧化氮氣體的瓶子放在空瓶子的下方（填上或下）；甲、乙兩臺汽油機(jī)，甲的功率是乙的2倍，甲的效率是40%，乙的效率是36%，那么甲、乙在相同時間內(nèi)所消耗汽油質(zhì)量之比為9：5．

Answer 1

分析 （1）二氧化氮的密度大于空氣的密度，如果把二氧化氮氣體放到上方的話，由于自身密度大的緣故，二氧化氮分子也會下沉到下方的空氣瓶子中去，就不能說明分子在不停地做無規(guī)則運動；
（2）解決此題的關(guān)鍵是弄清有效功率和總功率的區(qū)別及總功率和有效功率的關(guān)系，并利用公式將甲、乙的耗油量分別表示出來．

解答 解：
（1）密度小的空氣和密度大的二氧化氮過一段時間，形成比較均勻的氣體，這是擴(kuò)散現(xiàn)象，擴(kuò)散現(xiàn)象說明分子不停地進(jìn)行無規(guī)則運動；上面的空氣密度小，下面的二氧化氮密度大，過一段時間，形成均勻的氣體，充分證明氣體分子不停地進(jìn)行無規(guī)則運動，有力證明氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象；
（2）設(shè)：甲的功率為P_甲，乙的功率為P_乙，效率為η_甲，效率為η_乙，汽油的熱值為q，做功時間為t，
甲在時間t內(nèi)做的有用功W_甲=P_甲t，乙在時間t內(nèi)做的有用功W_乙=P_乙t，
由題意知：P_甲：P_乙=2：1，η_甲：η_乙=40%：36%=10：9，
甲在時間t內(nèi)消耗的總能量：Q_甲=$\frac{{W}_{甲}}{{η}_{甲}}$=$\frac{{P}_{甲}t}{{η}_{甲}}$，
甲在時間t內(nèi)的耗油量：m_甲=$\frac{{Q}_{甲}}{q}$=$\frac{{P}_{甲}t}{{η}_{甲}q}$；
同理可以得到乙在時間t內(nèi)的耗油量的表達(dá)式：m_乙=$\frac{{P}_{乙}t}{{η}_{乙}q}$；
甲乙兩汽油機(jī)在相同時間內(nèi)的耗油量之比m_甲：m_乙=$\frac{{P}_{甲}t}{{η}_{甲}q}$：$\frac{{P}_{乙}t}{{η}_{乙}q}$=$\frac{{P}_{甲}}{{η}_{甲}}$：$\frac{{P}_{乙}}{{η}_{乙}}$=$\frac{2}{10}$：$\frac{1}{9}$=9：5．
故答案為：下；9：5．

點評 此題主要考查了學(xué)生對擴(kuò)散實驗中的注意事項、熱機(jī)效率、熱值計算公式的理解和掌握，基礎(chǔ)性題目．本題考查了熱機(jī)效率的概念及公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活應(yīng)用．