Question

表中所列為幾種物質(zhì)的比熱和幾種常見(jiàn)燃料的熱值：

幾種物質(zhì)的比熱c/[J?（kg?℃）-1]			幾種常見(jiàn)燃料的熱值/（J?kg-1）
水	酒精	冰	汽油	酒精	無(wú)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(xué)們?yōu)檠芯咳剂系臒嶂�，設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：
取500g水放在下圖所示的燒杯中．用溫度計(jì)測(cè)得此時(shí)水的溫度為20℃，點(diǎn)燃酒精燈后，通過(guò)溫度計(jì)觀察水溫的變化，當(dāng)溫度計(jì)的示數(shù)恰好為70℃時(shí)．測(cè)量得出所用的酒精燈消耗了10g的酒精燃料．

（1）請(qǐng)你幫助興趣小組的同學(xué)們計(jì)算出實(shí)驗(yàn)中水吸收了多少熱量？
（2）有同學(xué)認(rèn)為：可以根據(jù)水吸收的熱量和消耗的10g克酒精燃料，計(jì)算出酒精的熱值．按照他的想法，請(qǐng)計(jì)算出的酒精熱值．
（3）計(jì)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(qǐng)解釋原因并計(jì)算實(shí)驗(yàn)中酒精燈的效率．

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）由題知，Q_放=Q_吸，根據(jù)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(duì)比，看出不相等，原因是因?yàn)橛袩釗p失，酒精燃燒放出的熱量沒(méi)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．

解答：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=

Q酒精

m酒精

=

1.05×105J

0.01kg

=1.05×10⁷J/kg．
（3）不相等，原因是：酒精燃燒放出的熱量沒(méi)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=

Q吸

Q放

=

1.05×105J

3.0×105J

=35%．
答：（1）實(shí)驗(yàn)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?yàn)榫凭�燃燒放出的熱量沒(méi)有全部被水吸收；酒精燈的效率為35%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)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(yùn)用，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，屬于難題．