Question

15．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系．
他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见表）．

加热的时间/min	0	1	2	3	4	5	6
甲杯水温/℃	25	27	29	32	34	36	38
乙杯水温/℃	25	26	27	28	29	30	31

（1）在安装、调整实验器材时，合理的顺序是（甲图中）：先调整固定B的位置（选“A”
或“B”）．
（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的质量和初温．
（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是煤油．
（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质量，并根据记录的数据，利用公式Q_吸=cm（t-t₀）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果可靠吗？不可靠；为什么？燃料不能完全燃烧或燃料燃烧后放出的热量不可能全部被水吸收．
（5）他又用两个完全相同的酒精灯，分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图象，如图丙所示．如果已知甲的比热容是1.8×10³J/（kg•℃），则乙的比热容是2.4×10³J/（kg•℃）．
a．如果甲、乙两种液体的质量相同，则乙液体的比热容较大；
b．如果甲、乙为同种液体，则乙液体的质量较大．
C．此实验中，甲乙吸热的多少是通过加热时间来反映的（温度计示数/加热时间）．

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）探究两种燃料的热值时，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；
（3）由表格数据可知，在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲酒精灯燃烧产生的热量多，所以其热值大；
（4）燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小；
（5）根据Q_吸=cm（t-t₀）可知在质量和吸收热量相同时，比热容和温度的变化值成反比，据此求出乙的比热容；
a、升高相同的温度，我们可以在纵轴上取一相同的温度，做横轴的平行线，看谁的加热时间长，谁的比热容就大；
b、根据Q_吸=cm△t，分析甲、乙液体的质量大小关系；
c、吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来．相同的热源在相同的时间内放出的热量相等，加热时间越长说明吸收热量越多．

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A的位置，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底；
（2）为了保证实验的可靠性，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；
（3）分析表格数据可知，甲杯水的温度升高的较快，即甲酒精灯燃烧产生的热量多，所以其中燃料的热值大；
（4）因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠；
（5）根据Q_吸=cm（t-t₀）可知在质量和吸收热量一定时，温度的变化值和比热容成反比；
我们可以用相同的酒精灯加热时间4min，甲和乙吸收的热量就是相同的，甲的温度变化值为50℃-10℃=40℃，乙的温度变化值为40℃-10℃=30℃，
据Q_吸=cm（t-t₀）得：c_甲m△t_甲=c_乙m△t_乙，
乙的比热容：c_乙=$\frac{40℃}{30℃}$×1.8×10³J/（kg•℃）=2.4×10³J/（kg•℃）；
a、由图可知，甲和乙升高相同的温度，如温度都升到40℃，甲需要的是时间是3min，乙需要的时间是4min，乙需要更长的加热时间，这也就说明了乙的吸热能力强一些，即乙的比热容大；
b、根据Q_吸=cm△t可知，如果甲、乙为同种液体，则乙液体的质量较大；
c、用两个完全相同的酒精灯加热，在相同的时间内，加热时间的长短代表吸热多少，此实验中，甲乙吸热的多少是通过加热时间来反映的．
故答案为：（1）B；（2）质量和初温；（3）煤油；（4）不可靠；燃料不能完全燃烧或燃料燃烧后放出的热量不可能全部被水吸收；（5）2.4×10³；
a、乙；b、乙；c、加热时间．

点评 此题考查了学生对试验装置的安装和试验过程中注意的有关事项，吸热公式的掌握和运用，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键．