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应用广泛的纳米材料

  对普通百姓来说,纳米是一个远比网络、基因更为陌生的科技新名词,似乎望尘莫及.其实纳米离我们的生活并不遥远.

  科学家告诉我们,于细微处显神奇的纳米技术“润物细无声”,已经悄然进入寻常百姓的生活.让我们首先从自己身边的衣、食、住、行等说起吧.

  衣 在人们格外追求美的今天,工业化布料带给我们许多的烦恼,像衣服的静电现象,我们每个人在脱衣服时都曾有过被衣服的静电所困扰的经历.而应用纳米技术,在化纤布料中加入少量的金属纳米微粒就可以使这一问题迎刃而解.同样的方法,也可以对付容易吸附灰尘的化纤地毯,而把银纳米微粒加入袜子中还可清除脚臭味.

  食 在食物中添加纳米微粒,可以除味杀菌.聪明的厂家将这一技术应用到冰箱生产技术里,生产出可以抗菌的冰箱,放在里面的食品延长了食用期.居民不用过于担心食品腐败.在食品制造中采用纳米技术,可以帮助我们提高肠胃吸收能力.

  住 涂料可以美化居室,我国是涂料生产和消费大国,但当前涂料由于耐洗刷性差,时间一长,墙壁就变得斑驳陆离,影响美观.上海、北京等地,成功地把纳米技术运用到涂料中,使外墙涂料的洗刷性由原来的1 000多次提高到1万多次,老化时间也延长了两倍多.玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层,可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖,任何粘在表面上的脏物,包括油污、细菌在光的照射下,由于纳米的催化作用,可以变成气体或者容易被擦掉的物质.过去铝合金门窗由于易变形逐渐被塑钢门窗代替,但纳米技术的应用,可以使这一风潮逆转.铝合金经过纳米技术表面化处理后,可以大大提高强度而经久耐用.

  行 过去轮胎通常是“一统天下”的黑色.原因是生产橡胶制品过程中需要加入炭黑来提高强度、耐磨性和抗老化性.但运用纳米材料生产的轮胎不仅色彩鲜艳,性能上也大大提高,轮胎侧面胶的抗折性能由10万次提高到50万次.不久的将来,我们周围的汽车、摩托车、自行车轮胎都是彩色的,我们街道将汇成五彩缤纷的流动风景.

  用 大气和太阳光中存在对人体有害的紫外线,而有的纳米微粒就有吸收对人体有害的紫外线的特征和性能,因此,目前已有很多防晒油、化妆品因为加入了纳米微粒而具备了防紫外线的功能.将纳米微粒用在灯泡里,不但不影响透光,而有还可以节电.这种纳米灯泡20世纪80年代就已出现.

(1)在化纤布料中加入金属纳米微粒就可以________.

(2)应用纳米工艺生产的外墙涂料可以使________性提高.

(3)用纳米材料制成的轮胎不仅色彩鲜艳而且________性能也会提高.

(4)因为有的纳米微粒具有________紫外线的作用,因此许多________中加入了纳米微粒.

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如图为一种电磁炉的原理示意图.它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,磁化铁磁材料制成的烹饪锅,在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热.同时,被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞而发热,从而使锅体自身发热达到加热食物的目的.
(1)使用电磁炉加热食物时,不产生明火,无烟尖,无废气、清洁、安全、高效、节能.请写出电磁炉在使用中可能涉及的物理知识(只写名称不写内容,不少于5个.示例:磁场、分子热运动).
电流的磁效应、电流的热效应(焦耳热)、阻抗(电阻)、磁场、磁化
电流的磁效应、电流的热效应(焦耳热)、阻抗(电阻)、磁场、磁化

(2)在使用电磁炉时,炉和锅之间的热是由
传递给
电磁炉
电磁炉
的.电磁炉加热食物的过程中消耗
能转化为
能;若用该电磁炉1次蒸熟5个馒头需用时间25min那么,1次只蒸熟1个同样大小的馒头大约需要
25
25
min.
(3)某款电磁炉性能参数如表所示:
型号 额定电压 额定功率 功率调节范围 温度调节范围 热效率
SC-16 220V50Hz 1600W 450W-1600W 70℃-240℃ (大于)90%
根据上表数据,若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内,加热温度随功率调节的变化图象是一直线,电磁炉工作电压正常,在1个标准大气压下,烧开一锅质量为3kg、温度为22℃的水最多需要多少时间(不计锅吸热及热散失)?

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图17为一种电磁炉的原理示意图,它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,磁化铁磁性材料制成的烹饪锅,在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热.同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦,碰撞而发热,从而使锅体自身发热达到加热食物的目的.小明对家里的电磁炉进行研究,电磁炉的功率调节范围是120W~2200W.

(1)使用电磁炉加热食物时,不产生明火,无烟尘,无废气,清洁、高效、节能.请写出2个有关电磁炉在使用中可能涉及到的物理知识:                     
(2)在使用电磁炉时,炉和锅之间的热量是由______传递给_____的.电磁炉加热食物的过程中消耗______能转化为_____能.
(3)小明用电磁炉将质量为2.5kg的水从20℃加热到100℃,消耗了0.28kW?h的电能.水吸收的热量是多少?电磁炉的效率是多少?

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图17为一种电磁炉的原理示意图,它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,磁化铁磁性材料制成的烹饪锅,在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热.同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦,碰撞而发热,从而使锅体自身发热达到加热食物的目的.小明对家里的电磁炉进行研究,电磁炉的功率调节范围是120W~2200W.

(1)使用电磁炉加热食物时,不产生明火,无烟尘,无废气,清洁、高效、节能.请写出2个有关电磁炉在使用中可能涉及到的物理知识:                     
(2)在使用电磁炉时,炉和锅之间的热量是由______传递给_____的.电磁炉加热食物的过程中消耗______能转化为_____能.
(3)小明用电磁炉将质量为2.5kg的水从20℃加热到100℃,消耗了0.28kW?h的电能.水吸收的热量是多少?电磁炉的效率是多少?

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图1为一种电磁炉的原理示意图.它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,磁化铁磁材料制成的烹饪锅,在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热.同时,被磁化的铁磁分子因摩擦、碰撞而发热.从而使锅体自身发热达到加热食物的目的.
(1)在使用电磁炉时,锅体内能的增加是通过________的方法获得的,食物内能的增加是通过________的方法获得的.(两空均选填“做功”或“热传递”)
(2)某款电磁炉性能参数如表所示,操作面版如图2所示.
型号额定电压额定功率功率调节范围温度调节范围热效率
SK2105220V 50Hz2100W120W-2100W70℃-270℃(大于)90%
根据上表数据计算:
①在1个标准大气压下,一锅质量为3kg、温度为22℃的水烧开需要吸收多少热量?
②若电磁炉工作电压正常,则烧开①中的水最多需要多少时间?(不计锅吸热及热散失)

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