Question

12．課外小組的同學(xué)們做了這樣一個實驗：取1Kg水放在燒杯中，測得水的溫度為25℃，然后向酒精燈倒入10g酒精，點燃酒精燈給燒杯加熱，并將溫度計插在水中觀察水溫的變化，當溫度計的示數(shù)恰為50℃時，酒精燈內(nèi)的酒精全部消耗完．
（1）請計算該實驗中水吸收了多少熱量？
（2）有的同學(xué)試圖用水吸收的熱量來計算酒精的熱值，請你回答這種做法是否可以，并說明理由．
（3）若酒精的熱值為3.0×10⁷J/kg，該實驗酒精燈燃燒效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)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(zhì)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•℃）×1kg×（50℃-25℃）=1.05×10⁵J；
（2）不可以；因為公式q=$\frac{Q}{m}$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=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.05×1{0}^{5}J}{3.0×1{0}^{5}J}$×100%=35%．
答：（1）實驗中水吸收的熱量為1.05×10⁵J；
（2）不可以；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）此次實驗中的熱效率35%．

點評 考查了學(xué)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(guān)鍵．