Question

18．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同．

（1）比较不同燃料的热值，应选择甲乙两图进行实验，实验时要观察液体升高的温度比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择甲丙两图进行实验，实验通过加热时间的长短反映物体吸热的多少．
（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量小于（选填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量．
（3）若甲图烧杯中为50ml的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，求：
①水吸收的热量？
②若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，算一算酒精的热值是多少？
③算出的热值比标准值偏小（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）

Answer 1

分析 （1）燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；
为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，温度计的示数变化相同时，通过比较加热时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系；
（2）根据a、b液体吸收热量的多少，判断a、b液体比热的大小，然后根据比热大小，分析判断质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，a与b吸收热量的关系；
（3）①知道水的体积，求出水的质量；根据水的质量、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根据公式Q=qm计算酒精的热值；
③在此实验中，酒精燃烧放出的热量大部分未被水吸收．

解答 解：
（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过液体升高的温度得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验；
为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间（即比较吸收热量的多少），进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验；
（2）比较不同物质的比热容，选用甲、丙两实验，加热相同一段时间，两种液体吸收的热量相等；液体a升温多，由c=$\frac{{Q}_{吸}}{m△t}$可知，a的比热容小；
a的比热容小，质量相同的液体a与b，在升高相同的温度时，由Q_吸=cm△t可知，液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量．
（3）①50ml水的质量为：m=ρ_水V=1×10³kg/m³×50×10^-6m³=0.05kg；
水吸收的热量：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.05kg×20℃=4.2×10³J；
②根据题意可知，Q_吸=Q_放，由Q_放=qm可知，
酒精的热值为：q=$\frac{{Q}_{放}}{m}$=$\frac{4.2×1{0}^{3}J}{0.01kg}$=4.2×10⁵J/kg；
③酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收，所以算出的热值比标准值偏小．
故答案为：（1）甲乙；液体升高的温度；甲丙；加热时间的长短；（2）小于；
（3）①水吸收的热量为4.2×10³J；②酒精的热值为4.2×10⁵J/kg；③偏小．

点评 本题是一道关于物质比热容的实验，实验中应用了控制变量法，熟练应用控制变量法、熟练应用燃烧值公式即可正确解题．