表中所列为几种物质的比热和几种常见燃料的热值:
几种物质的比热c/[J?(kg?℃)-1] | 几种常见燃料的热值/(J?kg-1) | ||||
水 | 酒精 | 冰 | 汽油 | 酒精 | 无烟煤 |
4.2×103 | 2.4×103 | 2.1×103 | 4.6×107 | 3.0×107 | 3.4×107 |
取500g水放在下图所示的烧杯中.用温度计测得此时水的温度为20℃,点燃酒精灯后,通过温度计观察水温的变化,当温度计的示数恰好为70℃时.测量得出所用的酒精灯消耗了10g的酒精燃料.
(1)请你帮助兴趣小组的同学们计算出实验中水吸收了多少热量?
(2)有同学认为:可以根据水吸收的热量和消耗的10g克酒精燃料,计算出酒精的热值.按照他的想法,请计算出的酒精热值.
(3)计算出的酒精热值和从表中查出的酒精的热值是否相等?若不相等,请解释原因并计算实验中酒精灯的效率.
解:(1)水吸收的热量:
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酒精完全燃烧放出的热量叫做酒精的热值,
q酒精===1.05×107J/kg.
(3)不相等,原因是:酒精燃烧放出的热量没有全部被水吸收;
酒精完全燃烧放出的热量:
Q放=q酒精m酒精=3.0×107J/kg×0.01kg=3.0×105J,
酒精灯的效率:
η===35%.
答:(1)实验中水吸收的热量为1.05×105J;
(2)按照他的想法,酒精热值为1.05×107J/kg;
(3)不相等,因为酒精燃烧放出的热量没有全部被水吸收;酒精灯的效率为35%.
(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量;
(2)由题知,Q放=Q吸,根据热值定义(1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值)求酒精的热值;
(3)和从表中查出的酒精的热值对比,看出不相等,原因是因为有热损失,酒精燃烧放出的热量没有全部被水吸收;按从表中查出的酒精的热值,利用Q放=qm求出10g酒精完全燃烧放出的热量,这是总能量,被水吸收的为有用能量,再利用效率公式求酒精灯的效率.
点评:本题考查了学生对吸热公式、热值的概念、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用,知识点多、综合性强,属于难题.
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