Question

（2013?海门市一模）天然气可用于民用及作为汽车清洁燃料，天然气在-160℃的情况下就变成液体，成为液化天然气．则：
（1）在天然气液化的过程中，要

放出

（选填“吸收”或“放出”）热量．
（2）将天然气压缩至2×10⁷Pa时，其体积将缩小200倍．由此说明气体分子间有

间隙

．
（3）天然气的气态密度为0.7kg/m³，则2.8kg天然气的气态体积为

4

m³，如天然气的气态的热值为3.5×10⁷J/m³，则这些天然气完全燃烧放出的热量为

1.4×10⁸

J．
天然气的主要成份是甲烷，向阳中学综合实践活动小组的同学就天然气中甲烷气体的浓度的测量展开探究．他们先上网查询知道：用二氧化锡制成的电阻的阻值随空气中甲烷气体浓度（甲烷气体在空气中的体积分数）的增大而减小．于是他们从物理实验室借来一只二氧化锡电阻R_x，并从产品说明书上获取相关参数，如表所示．

甲烷气体浓度/%	0	20	40	60	80	100
RX/Ω	25	20	15	10	7	5

（4）请在图甲中作出二氧化锡电阻阻值R_x与甲烷气体浓度的关系图象．

（5）小组同学利用电流表和二氧化锡电阻R_x制作成甲烷气体浓度检测仪，其电路图如图乙所示．下列关于电流表示数I与甲烷气体浓度C间关系的图象中，可能正确的是

C

（6）如甲烷气体浓度检测仪所用电压为6V的电源、定值电阻R₀的阻值为15Ω，如果某绿色农场利用该甲烷气体浓度检测仪检测沼气池中甲烷气体的浓度，当电流表的示数为0.2A时，则该沼气池中的甲烷气体浓度大约是

40

%．

Answer 1

分析：（1）物质由气态变成液态的过程叫液化，气体液化过程中放出热量；
（2）物质是由分子组成的，分子之间存在间隙；
（3）已知天然气的密度和质量，利用公式V=

m

ρ

得到天然气的体积；已知天然气的热值和体积，利用Q=qV得到天然气完全燃烧放出的热量；
（4）二氧化锡制成的电阻阻值随空气中甲烷气体浓度的增大而减小，但不会减小到0．
（5）R_X与R₀串联，二氧化锡制成的电阻阻值随空气中甲烷气体浓度的增大而减小，电路电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电流的变化，对图象作出选择；
（6）根据欧姆定律求出此时电路的总电阻，总电阻减去R₀的阻值，就是R_X的阻值，再对应表格查出甲烷气体浓度．

解答：解：
（1）在天然气液化的过程中，要放出热量．
（2）将天然气压缩至2×10⁷Pa时，其体积将缩小200倍．由此说明气体分子间有间隙．
（3）∵ρ=

m

V

∴天然气的体积为V=

m

ρ

=

2.8kg

0.7kg/m3

=4m³；
天然气完全燃烧放出的热量为Q=qV=3.5×10⁷J/m³×4m³=1.4×10⁸J；
（4）R_X随甲烷气体浓度的增加而减小，但电阻不会减小到0，如图：
（5）甲烷浓度增大，二氧化锡制成的电阻阻值变小，R_X与R₀串联，电路电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路电流变大，所以符合题意的是C．
（6）电路总电阻R=

U

I

=

6V

0.2A

=30Ω，R_X=R-R₀=30Ω-15Ω=15Ω
查表得：此时甲烷气体浓度为40%．
故答案为：（1）放出；（2）间隙；（3）4；1.4×10⁸；（4）图象如下：

（5）C；（6）40．

点评：本题考查电阻、电流的计算和画关系图象，关键是欧姆定律的应用，还要知道串联电路电阻的规律和电流表量程选择的方法以及从题目所给信息中找到有用的数据．