Question

19．某學(xué)習(xí)小組同學(xué)想研究酒精燈燒水時(shí)的熱效率．他們用酒精燈給100ml的水加熱，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間測(cè)得水溫升高了60℃，消耗了4.2×10^-3kg酒精．已知水的密度1.0×10³kg/m³，水的比熱容4.2×10³J/（kg•℃），酒精的熱值為3×10⁷J/kg．求：
（1）水的質(zhì)量；
（2）此過(guò)程中水吸收的熱量；
（3）4.2×10^-3kg酒精完全燃燒放出的熱量；
（4）酒精燈燒水時(shí)的熱效率．

Answer 1

分析 （1）知道水的體積，利用m=ρV求水的質(zhì)量；
（2）知道水的質(zhì)量、比熱容和溫度變化，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（3）已知酒精的質(zhì)量和熱值，利用Q=mq可求酒精完全燃燒產(chǎn)生的熱量；
（4）燒水時(shí)的熱效率等于水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比．

解答 解：
（1）V_水=100ml=1×10^-4m³
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質(zhì)量：
m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×1×10^-4m³=0.1kg，
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.1kg×60℃=2.52×10⁴J；
（3）酒精完全燃燒產(chǎn)生的熱量：
Q_放=mq=4.2×10^-3kg×3×10⁷J/kg=1.26×10⁵J；
（4）酒精燈燒水時(shí)的熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.52×1{0}^{4}J}{1.26×1{0}^{5}J}$×100%=20%．
答：
（1）水的質(zhì)量為0.1kg；
（2）此過(guò)程中水吸收的熱量是2.52×10⁴J；
（3）酒精完全燃燒放出的熱量是1.26×10⁵J；
（4）酒精燈燒水時(shí)的熱效率是20%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)密度公式、吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，熟記相關(guān)的計(jì)算公式是本題的關(guān)鍵．