Question

表中所列為幾種物質的比熱和幾種常見燃料的熱值：

幾種物質的比熱c/[J?（kg?℃）-1]			幾種常見燃料的熱值/（J?kg-1）
水	酒精	冰	汽油	酒精	無煙煤
4.2×103	2.4×103	2.1×103	4.6×107	3.0×107	3.4×107

某物理興趣小組的同學們為研究燃料的熱值，設計了一個實驗：
取500g水放在下圖所示的燒杯中．用溫度計測得此時水的溫度為20℃，點燃酒精燈后，通過溫度計觀察水溫的變化，當溫度計的示數恰好為70℃時．測量得出所用的酒精燈消耗了10g的酒精燃料．

（1）請你幫助興趣小組的同學們計算出實驗中水吸收了多少熱量？
（2）有同學認為：可以根據水吸收的熱量和消耗的10g克酒精燃料，計算出酒精的熱值．按照他的想法，請計算出的酒精熱值．
（3）計算出的酒精熱值和從表中查出的酒精的熱值是否相等？若不相等，請解釋原因并計算實驗中酒精燈的效率．

Answer 1

解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水△t=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（70℃-20℃）=1.05×10⁵J；
（2）Q_放=Q_吸=1.05×10⁵J
∵1kg酒精完全燃燒放出的熱量叫做酒精的熱值，
q_酒精===1.05×10⁷J/kg．
（3）不相等，原因是：酒精燃燒放出的熱量沒有全部被水吸收；
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===35%．
答：（1）實驗中水吸收的熱量為1.05×10⁵J；
（2）按照他的想法，酒精熱值為1.05×10⁷J/kg；
（3）不相等，因為酒精燃燒放出的熱量沒有全部被水吸收；酒精燈的效率為35%．
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）由題知，Q_放=Q_吸，根據熱值定義（1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值）求酒精的熱值；
（3）和從表中查出的酒精的熱值對比，看出不相等，原因是因為有熱損失，酒精燃燒放出的熱量沒有全部被水吸收；按從表中查出的酒精的熱值，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．
點評：本題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．