Question

17．某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率，他们用酒精灯给初温是20℃，质量为100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了50℃，消耗了5×10^-6m³酒精，已知水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），酒精的热值为3×10⁷J/kg，酒精的密度是0.8×10³kg/m³．
求：
（1）此过程中水吸收的热量；
（2）酒精完全燃烧放出的热量；
（3）酒精灯烧水时的热效率．

Answer 1

分析 （1）利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）已知酒精体积和密度，可求得其质量，利用Q=mq可求酒精完全燃烧产生的热量；
（3）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）100g=0.1kg，水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.1kg×50℃=2.1×10⁴J；
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，酒精的质量m=ρ_酒精V=0.8×10³kg/m³×5×10^-6m³=4×10^-3kg，
酒精完全燃烧产生的热量：
Q_放=mq=4×10^-3kg×3×10⁷J/kg=1.2×10⁵J；
（3）酒精灯烧水时的热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.1×1{0}^{4}J}{1.2×1{0}^{5}J}$×100%=17.5%．
答：
（1）水吸收的热量是2.1×10⁴J；
（2）酒精完全燃烧放出的热量是1.2×10⁸J；
（3）酒精灯烧水时的热效率是17.5%．

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．