近几年,我国北方地区频繁发生沙尘暴天气,沙尘暴使空气中的悬浮微粒的最高浓度(a达到5.8×10-6kg/m3.若悬浮微粒的密度为ρ=2.7×103kg/m3,悬浮微粒

发布时间:2020-07-29 05:35:20

近几年,我国北方地区频繁发生沙尘暴天气,沙尘暴使空气中的悬浮微粒的最高浓度(a达到5.8×10-6kg/m3.若悬浮微粒的密度为ρ=2.7×103kg/m3,悬浮微粒的直径小于10-7m的称为“可吸入颗粒物”,将对人体的危害最大.北京地区出现上述沙尘暴时,设悬浮微粒中总质量的为可吸入颗粒物,并认为所有可吸入颗粒的平均直径为5.0×10-8m.
(1)求1cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量N是多少?(计算时“可吸入颗粒物”视为球形,球的体积V=πr3.结果用科学记数法表示,且保留一位小数)
(2)若这些沙尘颗粒被扬起后悬浮在空气中(不动),v竖直向上的风速,这时风对沙尘的作用力相当于空气不动而沙尘以速度v直向下运动时所受的阻力,此时阻力可以用公式f=kρ0Av表示(k系数,ρ0为空气密度,A为沙尘颗粒的截面积),若k=0.45,沙尘颗粒的平均半径为r=2.5×10-4m,地表处空气密度ρ0=1.25kg/m3,试估算此时地表竖直向上的风速最少为多少?(g=10N/kg)

网友回答

解:(1)1cm3的空气中颗粒物的数量为:
N=====6.6×105个.
(2)地面附近,沙尘颗粒扬起要悬浮在空气中,此时沙尘颗粒受到的重力与风对它向上的作用力平衡,则:kρ0Av2=mg,
kρ0πr2v2=ρπr3g,
v=代入数据得:
v=4m/s.
答:(1)1cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量N是6.6×105个.
(2)地表竖直向上的风速最少为4m/s.
解析分析:(1)知道空气中的悬浮微粒的最高浓度,求出1cm3的质量,其中的是可吸入颗粒的质量m.求出一个可吸入颗粒的质量m'.求出是可吸入颗粒的个数.(2)根据二力平衡条件,重力和阻力相等,列出等式,解方程求出速度.

点评:有的同学误认为所有的悬浮微粒都是可吸入颗粒,忽略的作用.沙尘颗粒被扬起后悬浮在空气中,是静止的物体,受到平衡力的作用,根据平衡条件列出等式进行计算.
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