Question

4．小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他们组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见表：

燃料	加热前的 水温/℃	燃料燃尽后 水温/℃
煤油	25	44
菜籽油	25	34

（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定B的位置．（选填“A”或“B”）
（2）为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择了两套完全相同的装置，并且控制油的质量以及水的质量相等．但对于两杯水的初温他们的看法却不同．请将下列他们的想法补充完整．
①小辉认为实验中是直接用水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少．所以，实验中两杯水的初温可以不同．
②小明认为因为探究过程中他们采用了控制变量法，所以只有燃料的种类不同，其他因素都必须控制相同．如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的散热就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化低的情况．所以，实验时必须控制水的初温相同．
③你认为小明（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理．
（3）根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是煤油．
（4）小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量．并由记录的数据，利用公式Q_吸=cm（t-t₀）计算出了水吸收的热量．小辉他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是不可靠的．（选填“可靠”或“不可靠”）理由是燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收．

Answer 1

分析 （1）安装实验器材时需要先固定B的位置，能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热；然后再调整A的位置，使温度计的玻璃泡完全接触水，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底；
（2）本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，根据此进行分析．

解答 解：
（1）为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定B的位置，然后再调整B的位置，使温度计的玻璃泡完全浸没在水中，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底；
（2）根据Q_放=mq，燃料燃烧放出热量的多少与物体的质量和热值有关，所以要探究热值的大小，需使菜籽油和煤油的质量相等；
水吸收热量后温度的变化，与吸热的多少及质量有关，所以还要控制两杯水的质量相等；
①质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少；
②要探究不同燃料热值的大小，应使其它条件相同，只有燃料的种类不同，即用到控制变量法；
根据热传递的条件，水温与周围环境温度相差越大，越容易发生热传递，若水的初温不同，便可造成水的散热情况不同，所以实验中应控制水的初温相同；
③由上分析知，小明的分析更加合理；
（3）根据表格中数据，相同质量的两种燃料燃烧完后，煤油的水温升高较大，说明煤油放出的热量较多，即煤油的热值较大；
（4）在实验过程中，燃油不可能完全燃烧，且燃料燃烧放出的热量一部分直接散失掉、一部分被烧杯吸收，同时水也会向外散热，所以不能通过水温的变化得出燃料燃烧放出的热量，计算结果不准确．
故答案为：（1）B；（2）相等；①水温升高的多少；②控制变量；种类；散热；③小明；（3）煤油；（4）不可靠；燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收．

点评 根据Q_吸=cm△t知，质量相同的同种物质升高的温度与吸收热量的多少有关，此实验通过这个原理来反映两种燃油燃烧放出热量的多少；
根据Q_放=mq，质量相同的不同燃料，完全燃烧放出的热量与其热值有关，根据水温的变化情况可得知两种燃油燃烧放出热量的大小关系，从而判断出燃油的热值大小，整个过程中应用了控制变量法．