Question

10．如图所示，为比较 a、b 两种液体的比热容及 1、2 两种燃料的热值，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量均为 10g，烧杯内的液体初温相同．当燃料燃烧完时，立即读取相应温度计的读数，分别为 T _甲、T _乙、T 丙，且有 T_甲＞T_乙＞T _丙．

（1）在实验中，三个烧杯中 a、b 液体的质量必须相同；
（2）比较 a、b 两种液体的比热容，应选择甲、丙两图进行实验，实验液体 a 的比热容 ca 与实验液体 b 的 比热容 cb 相比，c_a＜c_b（选填“＞”、“=”、“＜”）；
（3）比较 1、2 两种燃料的热值，应选择甲、乙两图进行实验，实验燃料 1 的热值 q₁与实验燃料 2 的热值
q₂相比，q₁＞q₂（选填“＞”、“=”、“＜”）；
（4）在甲装置中，若燃料为酒精（q _酒精=3×10⁷J/kg），烧杯内的液体为水，其质量为 200g，点燃燃料直至燃 料烧完，温度计的示数由 20℃上升到 70℃，再结合“10g”燃料这一数据，计算出燃料的热值，通过 实验算出的热值与实际相比偏小（选填“偏大”、“偏小”），理由是燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收或燃料燃烧不完全．

Answer 1

分析 （1）根据控制变量法的要求，根据所探究的问题，确定需要控制的变量；
（2）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，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系；
（3）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；
（4）存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收或燃料燃烧不完全，测得的热值会偏小．

解答 解：
（1）根据控制变量法的要求，在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须相同；
（2）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，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲丙两图进行实验；甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同，则燃料燃烧释放的热量相等，即Q_甲=Q_丙，
燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则Q_a=Q_b，
甲、丙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T_甲＞T_丙，则△t_甲＞△t_丙，即△t_a＞△t_b，
因为Q_a=Q_b，m相等，△t_a＞△t_b，Q=cm△t，
所以由c=$\frac{Q}{m△t}$可知，c_a＜c_b．
（3）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；由题意在，甲、乙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T_甲＞T_乙，则△t_甲＞△t_乙，
由图甲、乙所示实验可知，两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相等，由热量公式Q=cm△t可知，
Q_甲＞Q_乙，燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量Q₁＞Q₂，
由于甲乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同，由Q=mq可知，q₁＞q₂．
（4）因为存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，或者燃料燃烧不完全，所以测得的热值会偏小．
故答案为：（1）质量；（2）甲、丙；＜；（3）甲、乙；＞；（4）偏小；燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收或燃料燃烧不完全．

点评 本题考查了学生对热值概念、比热容概念的了解与掌握，分析时用好控制变量法是本题的关键．