Question

17．某學習小組同學想研究酒精燈燒水時的熱效率，他們用酒精燈給初溫是20℃，質量為100g的水加熱，經過一段時間測得水溫升高了50℃，消耗了5×10^-6m³酒精，已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），酒精的熱值為3×10⁷J/kg，酒精的密度是0.8×10³kg/m³．
求：
（1）此過程中水吸收的熱量；
（2）酒精完全燃燒放出的熱量；
（3）酒精燈燒水時的熱效率．

Answer 1

分析 （1）利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）已知酒精體積和密度，可求得其質量，利用Q=mq可求酒精完全燃燒產生的熱量；
（3）燒水時的熱效率等于水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比．

解答 解：
（1）100g=0.1kg，水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.1kg×50℃=2.1×10⁴J；
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，酒精的質量m=ρ_酒精V=0.8×10³kg/m³×5×10^-6m³=4×10^-3kg，
酒精完全燃燒產生的熱量：
Q_放=mq=4×10^-3kg×3×10⁷J/kg=1.2×10⁵J；
（3）酒精燈燒水時的熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.1×1{0}^{4}J}{1.2×1{0}^{5}J}$×100%=17.5%．
答：
（1）水吸收的熱量是2.1×10⁴J；
（2）酒精完全燃燒放出的熱量是1.2×10⁸J；
（3）酒精燈燒水時的熱效率是17.5%．

點評 本題考查了學生對吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運用，熟記相關的計算公式是本題的關鍵．