Question

4．某校物理兴趣小组的同学做了如下实验，取30g酒精放在酒精灯中，另取500g水放入烧杯中，测得水温为10℃，然后点燃酒精灯给水加热，当水刚一沸腾时，便将灯熄灭，测得水温为100℃，酒精灯中剩余的酒精质量为10g．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃），酒精的热值q=3.0×10⁷J/kg]，求：
（1）实验中水吸收的热量；
（2）该实验装置的效率．

Answer 1

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）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．

解答 解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃-10℃）=1.89×10⁵J；
（2））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=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.89×1{0}^{5}J}{3.0×1{0}^{5}J}$×100%=63%．
答：（1）实验中水吸收的热量为1.89×10⁵J；
（2）此次实验中的热效率63%．

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．