Question

物理科研小組的同學做了下面的實驗，取500g水放在燒杯中，測得水的溫度為20℃，然后點燃酒精燈通過石棉網給燒杯里水加熱，并將溫度計插在水中觀察水溫的變化，當溫度計的示數(shù)為70℃時，裝有10g的酒精剛好燒完．[C_水=4.2×10³J/]
（1）計算：實驗中水吸收了多少熱量？
（2）有的同學試圖用水吸收的熱量來計算酒精的熱值，請你分析這種做法是否可行？
（3）如果從資料中查出酒精的熱值為q=3.0×10⁷ J/kg，請你計算出此次實驗中的熱效率？

Answer 1

【答案】分析：（1）知道水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值，要計算熱值大小就要知道酒精完全燃燒放出的熱量和酒精的質量，而水吸收的熱量并不等于酒精完全燃燒放出的熱量，而是小于，據(jù)此分析．
（3）利用Q_放=qm求出10g酒精完全燃燒放出的熱量，這是總能量，被水吸收的為有用能量，再利用效率公式求酒精燈的效率．
解答：解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（70℃-20℃）
=1.05×10⁵J；
答：實驗中水吸收的熱量為1.05×10⁵J．
（2）不可以．因為公式 q=中，Q是酒精完全燃燒所放出的熱量，而酒精完全放出的熱量并沒有全部被水吸收，所以不能用水吸收的熱量來計算熱值．
（3）酒精完全燃燒放出的熱量：
Q_放=q_酒精m_酒精=3.0×10⁷J/kg×0.01kg=3.0×10⁵J，
酒精燈的效率：
η=×100%=×100%=35%．
答：此次實驗中的熱效率35%．
點評：知道酒精完全燃燒放出的熱量不能完全被水吸收是本題的關鍵；
考查了學生對吸熱公式、熱值的概念、燃料完全燃燒放熱公式、效率公式的掌握和運用，知識點多、綜合性強，屬于難題．