Question

18．某同學做了下面的實驗，取400g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，當溫度計的示數為70℃時，裝有8g的酒精剛好燒完．[C_水=4.2×10³J/（kg℃）]
（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=3.0×10⁷J/kg，請你計算出此次實驗中的熱效率．

Answer 1

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，據此分析．
（3）利用Q_放=qm求出8g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•℃）×0.4kg×（70℃-20℃）
=8.4×10⁴J；
（2）不可以．因為公式Q=mq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×0.08kg=2.4×10⁶J，
酒精燈的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{4}J}{2.4×1{0}^{6}J}$×100%=3.5%．
答：（1）實驗中水吸收了8.4×10⁴J的熱量；
（2）不可行；水吸收的熱量不是酒精完全燃燒放出的熱量；
（3）此次實驗中的熱效率為3.5%．

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．