15.紹興是中國著名的“酒鄉(xiāng)”.紹興黃酒,為世界三大古酒之一,多次獲得國際金獎,紹興黃酒是一門綜合性的發(fā)酵工程學(xué),涉及到多種學(xué)科知識,它的釀造過程可以概括為:選料→發(fā)酵→壓榨→勾兌→澄清→煎酒等步驟.(部分數(shù)據(jù)為方便計算略做處理)

(1)發(fā)酵過程必須使發(fā)酵室溫度控制在18℃-22℃之間,可采用電加熱器的方法,電路原理可以簡化成如圖1所示,則電阻絲中電流應(yīng)保持在1.50A-1.80A范圍內(nèi),已知電源電壓是36伏,電阻絲電阻是10歐,為了控制電路能正常工作,可在圖中虛線框內(nèi)接入滑動變阻器來達到控制的目的,它的電阻值變化范圍應(yīng)是10~14歐.
電流(A)1.461.501.541.601.691.802.08
溫度(℃)17181920212223
(2)壓榨是把酒液和固體酒精進行簡單分離的過程.此過程類似于我們學(xué)過的混合物分離的常用方法:B(選填字母)
A.結(jié)晶   B.過濾   C.蒸餾.
(3)勾兌是把不同質(zhì)量分數(shù)的生酒混合達到規(guī)定質(zhì)量分數(shù)的生酒的過程,一般可以按如圖2方式進行,已知甲管道中生酒的流量為2升/秒(流量指單位時間內(nèi)流過的液體體積),當(dāng)乙管道流量閥門調(diào)至某一位置時,恰好勾兌出符合質(zhì)量標準的酒精質(zhì)量分數(shù)為18%的生酒,則乙管道的流量為4升/秒.(假設(shè)生酒的密度為1克/厘米3

分析 (1)滑動變阻器可以改變電路中的電流,根據(jù)電源電源和電路電流的范圍,并結(jié)合歐姆定律即可求出變阻器接入電路的阻值范圍;
(2)過濾是指固液分離;結(jié)晶是將液體中的溶質(zhì)分離出來;蒸餾是利用沸點不同,將不同物質(zhì)分離;
(3)先根據(jù)圖中信息和密度公式求出每秒甲管道中流出生酒的質(zhì)量,然后根據(jù)質(zhì)量分數(shù)求出需要水的質(zhì)量,進一步求出乙管道的流量.

解答 解:(1)要控制電路電流在一定范圍內(nèi),需在電路中串聯(lián)滑動變阻器,因此虛線框中應(yīng)為滑動變阻器;
由I=$\frac{U}{R}$可得,當(dāng)電路電流為1.5A時,1.5A=$\frac{36V}{10Ω+{R}_{1}}$
解得R1=14Ω;
當(dāng)電路電流為1.8A時,1.8A=$\frac{36V}{10Ω+{R}_{2}}$
解得R2=10Ω;
因此滑動變阻器接入電路的阻值范圍為10~14Ω;
(2)壓榨是把酒液和固體酒精進行簡單分離的過程,即固液分離,因此該操作方法為過濾;
(3)已知甲管道中生酒的流量為2升/秒,即每秒內(nèi)甲管道中流出生酒的體積為2L=2000cm3
由題意和ρ=$\frac{m}{V}$可得,每秒內(nèi)從甲管道中流出生酒的質(zhì)量:
m=ρV=1g/cm3×2000cm3=2000g=2kg;
勾兌出符合質(zhì)量標準的酒精質(zhì)量分數(shù)為18%的生酒,即酒精的總質(zhì)量與兩種生酒的總質(zhì)量之比等于18%,
設(shè)每秒內(nèi)從乙管道中流出生酒的質(zhì)量為m′,故有:18%=$\frac{2kg×22%+m′×16%}{2kg+m′}$
解得m′=4kg=4000g;
則乙管道中每秒流出生酒的體積:V′=$\frac{m′}{ρ}$=$\frac{4000g}{1g/c{m}^{3}}$=4000cm3=4L;
因此乙管道的流量為4L/s.
故答案為:(1)滑動變阻器;10~14;(2)B;(3)4L/s.

點評 本題是一道跨學(xué)科小綜合題,涉及歐姆定律、密度公式的應(yīng)用以及混合物的分離,題目比較新穎,因此大家需要注意不同學(xué)科間的聯(lián)系.

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物質(zhì)密度kg/m3
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7.9×103
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