Question

物理兴趣小组的同学们做了这样的实验：取500g的水放在烧杯中，测得水温为20℃，然后点燃酒精灯给烧杯加热，并将温度计插入水中观察水温的变化，当温度计的示数恰好为70℃时，消耗了10g的酒精．
求：
（1）水吸收的热量；
（2）通过计算说明，水吸收的热量是否与酒精完全燃烧放出的热量相等？并分析其中的原因？（q_酒精=3.0×10⁷ J/kg）

Answer 1

已知：水的质量m=500g=0.5kg，初温t₀=20℃，末温t=70℃，水的比热c=4.2×103J/（kg?℃），酒精的质量m′=10g=0.01kg
求：（1）水吸收的热量Q_吸=？
解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（70℃-20℃）
=1.05×10⁵J；
（2）不相等．
10g酒精完全燃烧放出的热量：
Q_放=mq=3.0×10⁷ J/kg×0.01kg=3.0×10⁵J＞Q_吸=1.05×10⁵J，
原因是：酒精完全燃烧所放出的热量，一部分被烧杯吸收，一部分散失掉，一部分被水吸收，所以水吸收的热量与酒精完全燃烧放出的热量不相等．
答：（1）水吸收的热量是1.05×10⁵J；
（2）不相等；酒精完全燃烧所放出的热量，一部分被烧杯吸收，一部分散失掉，一部分被水吸收，所以水吸收的热量与酒精完全燃烧放出的热量不相等．
分析：（1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）求水吸收的热量；
（2）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，要计算热值大小就要知道酒精完全燃烧放出的热量和酒精的质量，而水吸收的热量并不等于酒精完全燃烧放出的热量，而是小于，据此分析．
点评：本题考查了热量的计算、燃料燃烧放出热量的计算，知道酒精完全燃烧放出的热量不能完全被水吸收是本题的关键．