Question

物理興趣小組的同學們做了這樣的實驗：取500g的水放在燒杯中，測得水溫為20℃，然后點燃酒精燈給燒杯加熱，并將溫度計插入水中觀察水溫的變化，當溫度計的示數恰好為70℃時，消耗了10g的酒精．
求：
（1）水吸收的熱量；
（2）通過計算說明，水吸收的熱量是否與酒精完全燃燒放出的熱量相等？并分析其中的原因？（q_酒精=3.0×10⁷ J/kg）

Answer 1

已知：水的質量m=500g=0.5kg，初溫t₀=20℃，末溫t=70℃，水的比熱c=4.2×103J/（kg?℃），酒精的質量m′=10g=0.01kg
求：（1）水吸收的熱量Q_吸=？
解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（70℃-20℃）
=1.05×10⁵J；
（2）不相等．
10g酒精完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=3.0×10⁷ J/kg×0.01kg=3.0×10⁵J＞Q_吸=1.05×10⁵J，
原因是：酒精完全燃燒所放出的熱量，一部分被燒杯吸收，一部分散失掉，一部分被水吸收，所以水吸收的熱量與酒精完全燃燒放出的熱量不相等．
答：（1）水吸收的熱量是1.05×10⁵J；
（2）不相等；酒精完全燃燒所放出的熱量，一部分被燒杯吸收，一部分散失掉，一部分被水吸收，所以水吸收的熱量與酒精完全燃燒放出的熱量不相等．
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-t₀）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，據此分析．
點評：本題考查了熱量的計算、燃料燃燒放出熱量的計算，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鍵．