题目内容

课外小组的同学们做了这样一个实验：取500g水放在烧杯中，测得水的温度为20℃，然后向酒精灯倒入10g酒精，点燃酒精灯给烧杯加热，并将温度计插在水中观察水温的变化，当温度计的示数恰为70℃时，酒精灯内的酒精全部消耗完．[水的比热容为4.2×10³J/（kg?℃）]
（1）请计算该实验中水吸收了多少热量？
（2）有的同学试图用水吸收的热量来计算酒精的热值，请你回答这种做法是否可以，并说明理由．
（3）若酒精的热值为3.0×10⁷J/kg，该实验酒精灯燃烧效率是多少？

解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（70℃-20℃）=1.05×10⁵J；
答：实验中水吸收的热量为1.05×10⁵J．
（2）不可以．因为公式q= $\text{[math]}$ 中，Q是酒精完全燃烧所放出的热量，而酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收，所以不能用水吸收的热量来计算热值．
（3）酒精完全燃烧放出的热量：
Q_放=q_酒精m_酒精=3.0×10⁷J/kg×0.01kg=3.0×10⁵J，
酒精灯的效率：
η= $\text{[math]}$ ×100%= $\text{[math]}$ ×100%=35%．
答：此次实验中的热效率35%．
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．
（3）利用Q_放=qm求出10g酒精完全燃烧放出的热量，这是总能量，被水吸收的为有用能量，再利用效率公式求酒精灯的效率．
点评：考查了学生对吸热公式、热值的概念、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，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．