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15岁的小明和爸爸妈妈一起去某古镇旅游时,发现了一处“酿洒作坊”,还在酿造某种当地特产的白酒.作坊里的一些装置(如图1所示)引起了她的好奇心.导游介绍说这个装置名为“木榨
题目详情
15岁的小明和爸爸妈妈一起去某古镇旅游时,发现了一处“酿洒作坊”,还在酿造某种当地特产的白酒.作坊里的一些装置(如图1所示)引起了她的好奇心.导游介绍说这个装置名为“木榨”,将事先经过浸泡、蒸煮、发酵的糯米和水的混合物(称为“酒醪”)装入绢袋,再放入右侧的榨箱内(榨箱下面铺有竹帘),盖上压板和砧木,将横梁的一端卡在右边立架的F点,用E点压住砧木,左端的D点被一根竖直的木条与下面的木架AC的B点连接起来,然后在本架左边的A处木板上放上沉重的石条来施加持续的压力,就可以将酒醪中的液体压榨出来.他站在木榨侧面正对着木榨拍下了此照片,回到家后用刻度尺测量了照片上的一些尺寸,如图1(单位:mm).
(1)他当时用自己的手测测了旁边放置的石条,每块宽约1拃(1“柞”为尽力伸开手掌后,拇指尖到中指尖的距离),长约为2拃加一掌宽,厚约为一掌宽,他还查阅了石头的密度,发现各种石头的密度一般不同,就选了其中一种石头密度值ρ=2.7×l03kg/m3;根据这些数据估算每块石条的质量,进而估算当在A处增加5块石条时,砧木受到的压力的增加量.
(2)在酒坊另一个角落,有两个用粗管连接的圆柱形容器.如图甲所示,上面分别写着“蒸馏锅”和“冷却池”.将压榨出的酒液放入蒸馏锅内,将上盖密封后,在底部用柴火加热;从冷却池的上方可以看到,池内的水中浸泡着一段螺旋状的管道,外壁分别接有两个水管和一个出酒管,如图乙所示.冷却池里的管道为什么要做成这种形状?
(3)试分析冷水应该从冷却池的A、B哪个口进入,为什么?
(4)从冷却池出酒口流出的酒液和蒸馏锅内剩下的液体相比,哪个的密度大?为什么?
(1)他当时用自己的手测测了旁边放置的石条,每块宽约1拃(1“柞”为尽力伸开手掌后,拇指尖到中指尖的距离),长约为2拃加一掌宽,厚约为一掌宽,他还查阅了石头的密度,发现各种石头的密度一般不同,就选了其中一种石头密度值ρ=2.7×l03kg/m3;根据这些数据估算每块石条的质量,进而估算当在A处增加5块石条时,砧木受到的压力的增加量.
(2)在酒坊另一个角落,有两个用粗管连接的圆柱形容器.如图甲所示,上面分别写着“蒸馏锅”和“冷却池”.将压榨出的酒液放入蒸馏锅内,将上盖密封后,在底部用柴火加热;从冷却池的上方可以看到,池内的水中浸泡着一段螺旋状的管道,外壁分别接有两个水管和一个出酒管,如图乙所示.冷却池里的管道为什么要做成这种形状?
(3)试分析冷水应该从冷却池的A、B哪个口进入,为什么?
(4)从冷却池出酒口流出的酒液和蒸馏锅内剩下的液体相比,哪个的密度大?为什么?
▼优质解答
答案和解析
(1)每块石条的体积约为:V=0.5m×0.2m×0.1m=0.01m3;
∵ρ=
,
∴每块石条的质量:
m=ρV=2.7×103kg/m3×0.01m3=27kg,
左端受到压力的增加量:
△FA=5G=5mg=5×27kg×10N/kg=1350N,
由图知,AC=39mm+13mm=52cm,BC=13mm,
DF=45mm+15mm=60mm,EF=15mm,
B(或D)点受到的拉力的增加量:
△FD=△FB=
△FA=
×1350N=5400N,
砧木受到的压力的增加量:
△FE=
×△FD=
×5400N=21600N;
(2)增大热传递的面积,有利于管内气体放热液化;
(3)热水密度小于冷水的密度,会自动上升到冷却池的上部,随冷水的进入先被顶出,温度较低的水留在冷却池内,有利于继续吸热;所以要让冷水从下方的B口进入,热水从上方A口流出,
(4)因为蒸馏锅内的物质主要是水和酒精,在蒸馏的过程中,从锅内汽化的成分中,密度较小的酒精的比例要大于锅内剩余液体中酒精的比例,而酒精的密度比水小.所以蒸馏锅内的液体密度大.
答:(1)当在A处增加5块石条时,砧木受到的压力的增加量为21600N;
(2)增大热传递的面积,有利于管内气体放热液化;
(3)(4)答案同上.
(1)每块石条的体积约为:V=0.5m×0.2m×0.1m=0.01m3;
∵ρ=
m |
V |
∴每块石条的质量:
m=ρV=2.7×103kg/m3×0.01m3=27kg,
左端受到压力的增加量:
△FA=5G=5mg=5×27kg×10N/kg=1350N,
由图知,AC=39mm+13mm=52cm,BC=13mm,
DF=45mm+15mm=60mm,EF=15mm,
B(或D)点受到的拉力的增加量:
△FD=△FB=
AC |
BC |
52mm |
13mm |
砧木受到的压力的增加量:
△FE=
DF |
EF |
60mm |
15mm |
(2)增大热传递的面积,有利于管内气体放热液化;
(3)热水密度小于冷水的密度,会自动上升到冷却池的上部,随冷水的进入先被顶出,温度较低的水留在冷却池内,有利于继续吸热;所以要让冷水从下方的B口进入,热水从上方A口流出,
(4)因为蒸馏锅内的物质主要是水和酒精,在蒸馏的过程中,从锅内汽化的成分中,密度较小的酒精的比例要大于锅内剩余液体中酒精的比例,而酒精的密度比水小.所以蒸馏锅内的液体密度大.
答:(1)当在A处增加5块石条时,砧木受到的压力的增加量为21600N;
(2)增大热传递的面积,有利于管内气体放热液化;
(3)(4)答案同上.
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