Question

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）	1.46	1.50	1.54	1.60	1.69	1.80	2.08
溫度（℃）	17	18	19	20	21	22	23

（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）

Answer 1

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．