Question

15．小明学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知．（注：燃料完全燃烧放出的热量用Q_放=mq计算，其中，q表示燃料的热值，m表示燃料的质量）．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他组装了如图所示的装置进行实验．
（1）为了保证实验结论的可靠性，小明择了两套相同的装置，在实验中他还应控制：煤油和菜籽油的质量及烧杯中水的质量相同（选填“相同”或“不同”）．
（2）在确保实验的可靠性的前提下进行实验，实验记录如表所示．分析表中数据可得：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是煤油．

燃料	加热前的水温/℃	燃料燃尽后水温/℃
煤油	25	44
菜籽粙	25	34

（3）小明还想利用这种实验方案测量出煤油和菜籽油的热值的大小，那么小明还需要在装置图的基础上补充的实验仪器是：天平．利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏小（填“偏大”或“偏小”），理由是：燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q_放大于Q_吸．

Answer 1

分析 本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力，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，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制质量相同．

解答 解：
（1）因燃料放出的热量与燃料的热值和质量有关，所以要探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，必须控制燃料的质量相等；由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中还应控制水的质量相等；
（2）由图表数据可知在燃料燃尽后甲杯中的水温度升高得多，说明燃烧相同质量的燃料水吸收的热量多，煤油放出的热量多，所以煤油的热值较大；
（3）要控制燃料的质量相等、水的质量相等，需要用天平来测量；
由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q_放大于Q_吸，所以利用此实验方法计算出煤油和菜籽油的热值比真实值要偏小些．
故答案为：（1）相同；（2）煤油；（3）天平；偏小；燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q_放大于Q_吸．

点评 本题是一道关于热值的实验探究题，知道热值的意义；会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键．