Question

如图是比较不同燃料热值的装置．
（1）酒精的热值为3.0×10⁷J/kg，表示________．
（2）当酒精和碎纸片完全燃烧时，需要记下________．
（3）在（a）装置中，酒精的质量为10g，烧杯中水的质量为200g、初温为20℃．点燃酒精直至烧完，此时温度计示数上升到70℃，则水吸收的热量为________J；给水加热的效率为________．（水的比热容为4.2×10³J/（kg?℃））

Answer 1

解：
（1）酒精热值是3.0×10⁷J/kg，它表示的物理意义是：1kg酒精完全燃烧时放出的热量是3.0×10⁷J．
（2）因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水温发生变化；
所以可以通过温度计示数的变化（水升高的温度）来比较燃料热值的大小关系．
（3）∵q=3.0×10⁷J/kg，m=10g=0.01kg，
∴酒精完全燃烧放出的热量为：Q_放=mq=0.01kg×3.0×10⁷J/kg=3.0×10⁵J；
又∵C=4.2×10³J/（kg?℃），m′=200g=0.2kg，△t=t-t₀=70℃-20℃=50℃，
∴水吸收的热量为：Q_吸=cm′△t=4.2×10³J/（kg?℃）×0.2kg×50℃=42000J；
则给水加热的效率为：η===14%．
故答案为：（1）1kg酒精完全燃烧时放出的热量是3.0×10⁷J．
（2）温度计示数的变化（水升高的温度）．
（3）42000，14%．
分析：（1）热值的定义是：1Kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值．
（2）由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小．
（3）知道酒精的质量和酒精的热值，利用燃料完全燃烧放出的热量公式Q_放=mq求酒精完全燃烧放出的热量（总能量）；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（有用能量）；给水加热的效率等于水吸收的热量与酒精完全燃烧放出的热量的比值．
点评：本题考查了热值的概念、燃料燃烧的公式Q=mq、吸热公式、效率公式的熟练应用，以及会用转换法设计探究实验是本题的解题关键．计算时注意单位统一，虽知识点多，但都属于基础，难度不大．