汽化吸熱話“凍傷”

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


  各地的中考試題對(duì)學(xué)生的物理應(yīng)用意識(shí)和能力的考查進(jìn)一步加強(qiáng),創(chuàng)設(shè)的問題情境更加合理,與學(xué)生的生活實(shí)際更加貼近,許多題材的時(shí)代氣息和教育價(jià)值較強(qiáng),實(shí)踐性和應(yīng)用性突出,體現(xiàn)了物理學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值。下面選取汽化過程中的幾道“凍傷”類習(xí)題感受一下。

  一、火機(jī)爆炸速凍成傷

  據(jù)某市報(bào)報(bào)道:天津5歲的小男孩“哨子”飯后躺在床上跟爸媽午休!吧谧印蓖媪艘粫(huì)兒打火機(jī)后,也睡著了,并將打火機(jī)壓在臀下。經(jīng)半個(gè)多小時(shí)的體溫傳導(dǎo),打火機(jī)中的丁烷氣體膨脹,隨著啪地爆響,劣質(zhì)火機(jī)炸出裂縫,丁烷液體外溢,致使屁股上拳頭一般大小的一塊肌肉被立即凍成硬塊,并結(jié)上一層冰霜,局部速凍成傷。請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)過的熱學(xué)知識(shí)解釋產(chǎn)生“速凍成傷”的原因。原因______________________。

  解答:丁烷由液態(tài)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)(體積增大到120倍)是汽化過程,是一個(gè)吸熱的過程,從“哨子”的臀部吸收大量熱量,造成速凍。

  二、不動(dòng)刀的冷凍療法

  現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上有叫“冷凍療法”的,即使部分組織(如疣子)迅速低溫冷凍,使其組織壞死,達(dá)到不用“動(dòng)刀”而治愈的目的。請(qǐng)想象并簡(jiǎn)述冷凍療法的方法。

  解答:冷凍療法是指利用液態(tài)氮汽化吸熱,利用其低溫作用于人體組織,使細(xì)胞內(nèi)外形成冰晶,造成細(xì)胞脫水、皺縮,直到細(xì)胞破壞死亡,而達(dá)到治療目的的治療方法。

  目前使用的致冷劑有:液氮(?196℃)、液氧(?183℃)等。液氮的致冷溫度最低,價(jià)格低廉,使用安全,是目前應(yīng)用最廣泛的致冷劑。

  三、小手術(shù)“凍結(jié)”麻醉

  對(duì)于小手術(shù)的麻醉,醫(yī)生常用一種沸點(diǎn)為13.1℃的液體氯乙烷,把準(zhǔn)備實(shí)施手術(shù)的地方“凍結(jié)”起來。減輕手術(shù)中病人的痛苦。氯乙烷是怎樣起到麻醉作用的?

  解答:液體氯乙烷的沸點(diǎn)為13.1℃,而人體的體溫約為37℃,高于液體氯乙烷的沸點(diǎn),會(huì)使氯乙烷迅速沸騰,從人體吸收大量的熱,局部溫度急劇下降,毛細(xì)血管收縮,使神經(jīng)麻痹,手術(shù)時(shí)就感覺不到疼痛。

  四、“液氮泄露”凍傷

  《揚(yáng)子晚報(bào)》曾報(bào)道了一則新聞(標(biāo)題:氮?dú)庑孤,夏現(xiàn)冬景)。

  本報(bào)訊:昨晚,南京市建寧路上一停車場(chǎng)內(nèi)發(fā)生氮?dú)庑孤妒鹿,現(xiàn)場(chǎng)周圍“寒氣”逼人,車廂掛起冰柱,地面結(jié)了厚厚一層冰。

  昨晚10點(diǎn)左右,建寧路上一家名為“的士”的休閑中心的一名工作人員突然發(fā)現(xiàn)停車場(chǎng)里一輛大型槽罐車尾部不斷冒出白煙,并且越來越大,當(dāng)他走過去一看,被現(xiàn)場(chǎng)的情景嚇了一跳,只見車尾部開始結(jié)冰,車廂下端已經(jīng)有大約10cm長的冰柱,而液體剛滴到地面上就開始結(jié)冰,不久地面上就是一層厚厚的冰。原來,這輛屬于南京氣體產(chǎn)品公司的槽罐車滿載液態(tài)氮?dú),車尾部冒出的白煙就是車罐?nèi)液態(tài)氮發(fā)生泄露的表現(xiàn)。據(jù)介紹,氮?dú)饩哂锌焖僦评涞男Ч,如果有足夠多的氮,可以在很短的時(shí)間內(nèi)將周圍氣溫降低到零下50℃,情況比較危險(xiǎn)……

  小盼是個(gè)愛動(dòng)腦筋的好孩子,閱讀了這則新聞后,提出了下面的問題,你能幫她解答嗎?

  氮?dú)馐强諝獾闹饕煞,常溫常壓下是氣態(tài),可槽罐車的車罐里怎么會(huì)出現(xiàn)液態(tài)氮?這樣將氣體進(jìn)行液化有何好處?

  車罐內(nèi)液體氮發(fā)生泄露時(shí)為何會(huì)冒出“白煙”?

  根據(jù)所學(xué)的物理和自然知識(shí),文中似乎有兩處不妥,你能指出來并加以改正嗎?

  發(fā)生此事時(shí),如果你正好在現(xiàn)場(chǎng),你打算怎么做?

  解答:當(dāng)前是信息時(shí)代,我們要注意從各種渠道獲取并篩選有用的信息,學(xué)生的學(xué)習(xí)也不能僅僅局限于課本。以書報(bào)中得到的資料作為背景,擬出具有導(dǎo)向性的新問題,并用相關(guān)的學(xué)科知識(shí)去解答,能夠培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的良好習(xí)慣。題目第3問提醒學(xué)生語言要規(guī)范、科學(xué),這也是與新課標(biāo)要求學(xué)生“具有判斷大眾傳媒是否符合科學(xué)事實(shí)的初步意識(shí)”,“將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會(huì)實(shí)踐的意識(shí)”等不謀而合的。當(dāng)然如果閱讀不細(xì)心,所學(xué)知識(shí)不牢固、不會(huì)應(yīng)用,將很難作答。

  由于氮常溫常壓下是氣態(tài),所以車罐內(nèi)的液態(tài)氮是通過加壓的方法實(shí)現(xiàn)液化的。將氣體液化,可以縮小體積,便于貯存和運(yùn)輸。

  液態(tài)氮發(fā)生泄露時(shí),會(huì)迅速變成氣體,同時(shí)吸收熱量,使周圍空氣中的水蒸氣液化而形成小水珠,出現(xiàn)“白煙”。所以“白煙”不是氮?dú),而是小水珠?/p>

  兩處不妥:一處為“槽罐車滿載液態(tài)氮?dú)狻保獨(dú)馐菤鈶B(tài)氮,“液態(tài)氮?dú)狻鼻昂竺埽瑧?yīng)改為“液態(tài)氮”。另一處為“氮?dú)饩哂锌焖僦评涞男Ч保諝庵芯秃写罅康獨(dú),照此說法,整個(gè)世界豈不冰冷一片。應(yīng)改為“液態(tài)氮具有快速制冷的效果”。

  發(fā)生液氮泄露時(shí),若正在現(xiàn)場(chǎng),作為中學(xué)生,不能不聞不問,事不關(guān)己,高高掛起的態(tài)度是不對(duì)的。首先根據(jù)掌握的知識(shí),氮無毒無害,但液氮汽化時(shí)可能會(huì)對(duì)人體造成凍傷,所以可告訴周圍人群不必驚慌,但也不要靠近。其次,應(yīng)尋找泄露點(diǎn),若是閥門問題擰緊即可。若不好處理,應(yīng)報(bào)警。

  來源:自強(qiáng)教育資源網(wǎng)


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