Question

物理科研小组的同学做了下面的实验，取500g水放在烧杯中，然后点燃酒精灯通过石棉网给烧杯里水加热，并将温度计插在水中观察水温的变化，得到如图所示的图象，（C_水=4.2×10³J/（Kg℃））则：

（1）在6min时，水吸收了多少热量？

（2）有的同学试图用水吸收的热量来计算酒精的热值，请你分析这种做法是否可行？

（3）在6min时，装有10g的酒精刚好烧完，如果从资料中查出酒精的热值为3×10⁷J/kg，请计算出此次实验中的热效率？

Answer

（1）实验中水吸收的热量为6.3×104J；（2）不可行；（3）实验中的热效率为21%．

【解析】

试题分析：（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）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，要计算热值大小就要知道酒精完全燃烧放出的热量和酒精的质量，而水吸收的热量并不等于酒精完全燃烧放出的热量，而是小于，据此分析．

（3）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．

【解析】
（1）由图象可知，6min时间内，水温由20℃升高到50℃，

水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×0.5kg×（50℃﹣20℃）=6.3×104J；

（2）不可以．因为公式q=中，Q是酒精完全燃烧所放出的热量，而酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收，所以不能用水吸收的热量来计算热值；

（3）酒精完全燃烧放出热量：Q 放=qm酒精=3.0×107J/kg×0.01kg=3×105J，

酒精灯的效率：η=×100%=×100%=21%．

答：（1）实验中水吸收的热量为6.3×104J；（2）不可行；（3）实验中的热效率为21%．

【点评】知道酒精完全燃烧放出的热量不能完全被水吸收是本题的关键；

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．