Question

如图是我们课堂上研究的实验．
（1）这个实验是通过观察______杯中水温度的变化大小来比较______燃料的热值．
（2）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______；给水加热的效率为______．（水的比热容为4.2×10³J/（kg?℃）酒精热值3×10⁷J/kg）

Answer 1

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，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲乙两图进行实验；
（2）∵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=×100%=×100%=14%．
故答案为：（1）甲、乙；不同；（2）42000J；14%．
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；
（2）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，但难度不大．