Question

13．小明同学在做水的沸腾实验时，用酒精灯给250g的水加热，并绘制了如图所示的水的温度随时间变化的图象．已知小明在10min内完全燃烧了4g酒精，酒精的热值是4.2×10⁷J/kg，水的比热容是4.2×10³ J/（kg•℃）．加热10min时，
求：（1）水吸收的热量是多少？
（2）4g酒精完全燃烧放出的热量是多少？
（3）酒精灯烧水的效率是多少？（计算结果保留两位小数）

Answer 1

分析 由图象读出水温，利用吸热公式求水吸收的热量；
已知酒精的质量和热值，利用Q=mq可求酒精完全燃烧产生的热量；
烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比．

解答 解：（1）水的质量m水=250g=0.25kg，由图象可知加热10min，使水温由20℃升高到55℃，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.25kg×（55℃-20℃）=3.675×10⁴J；
（2）燃烧酒精的质量，m_酒精=4g=0.004kg，
酒精完全燃烧产生的热量：
Q_放=mq=0.004kg×4.2×10⁷J/kg=1.68×10⁵J；
（3）酒精灯烧水时的热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{3.675×1{0}^{4}J}{1.68×1{0}^{5}J}$×100%≈22%．
答：（1）水吸收的热量是3.675×10⁴J；
（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量是1.68×10⁵J；
（3）酒精灯烧水时的热效率是22%．

点评 本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，熟记相关的计算公式是本题的关键．