Question

4．如图所示，是小华和同学们利用酒精灯加热试管中的水，直至将塞在试管口的塞子冲出的实验示意图．根据下表提供的数据，解答以下问题：

物质	密度（kg/m3）	比热容[J/（kg•℃）]	热值（J/kg）
酒精	0.8×103	2.4×103	3.0×107
水	1.0×103	4.2×103	/

（1）为发烧的病人用酒精擦浴降温是一种常用而有效的方法，这种降温方法利用了什么物理原理？
（2）如果在实验中完全燃烧了0.56g酒精，那么这些酒精放出的热量是多少？
（3）这些酒精放出的热量若完全用来加热水，能将40g的水在一个标准大气压下从20℃升高到多少摄氏度？

Answer 1

分析 （1）物质由液态变为气态过程中需要吸热；
（2）根据燃料燃烧公式 Q=qm，代入数值，即可求得；
（3）由Q_吸=cm（t-t₀）变形，代入数值，即可求得．

解答 解：（1）擦在病人皮肤上的酒精，因为蒸发吸热，使人体温度降低；
（2）酒精的热值q=3.0×10⁷J/kg，酒精质量m_酒精=0.56×10^-3kg；
Q放=qm_酒精=3.0×10⁷J/kg×0.56×10^-3kg=1.68×10⁴J；
（3）Q_吸=Q_放=1.68×10⁴J，
由Q_吸=c_水m_水△t得，
水吸热后温度△t=$\frac{{Q}_{吸}}{c{m}_{水}}$=$\frac{1.68×1{0}^{4}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×0.04kg}$=100℃，
t=t₀+△t=20℃+100℃=120℃；
一个标准大气压下，书的沸点是100℃，且水沸腾后吸热温度不变，所以水的最后温度是100℃．
答：（1）为发烧的病人用酒精擦浴降温是一种常用而有效的方法，这种降温方法利用酒精蒸发时吸热；
（2）如果在实验中完全燃烧了0.56g酒精，那么这些酒精放出的热量是1.68×10⁴J；
（3）这些酒精放出的热量若完全用来加热水，能将40g的水在一个标准大气压下从20℃升高到100摄氏度．

点评 考查了燃料燃烧公式 Q=qm、热量公式Q_吸=cm（t-t₀的变形应用．注意公式的单位统一．