Question

6．小明和小輝學習了燃料的熱值后，他們一起設計了一個實驗來探究煤油和菜籽油的熱值的大小關系，他們組裝了如圖1和2所示的裝置進行實驗，記錄結果如表：

燃料	加熱前的水溫/℃	燃料燃盡后水溫/℃
煤油	25	44
菜籽油	25	34

（1）為了保證實驗結論的可靠性，小明和小輝選擇了兩套完全相同的裝置，并且控制油的質量以及水的質量相等．但對于兩杯水的初溫他們的看法卻不同．請將下列他們的想法補充完整．
①小輝認為實驗中是直接用水溫升高的多少來表示煤油和菜籽油放出熱量的多少．所以，實驗中兩杯水的初溫可以不同．
②小明認為因為探究過程中他們采用了控制變量法，所以只有燃料的種類不同，其他因素都必須控制相同．如果兩杯水的初溫不同，那么水的蒸發快慢以及水與周圍環境的溫差都不相同，于是兩杯水的散熱就不相同，就有可能會出現燃料燃燒放出的熱量多，而水吸收的熱量少、水溫變化低的情況．所以，實驗時必須控制水的初溫相同．
③你認為小明（選填“小明”或“小輝”）的想法更合理．
（2）根據他們的實驗記錄，你認為煤油和菜籽油兩種燃料中，熱值較大是煤油．
（3）小明和小輝在實驗前用天平分別測出了燒杯中水的質量以及燃油的質量．并由記錄的數據，利用公式Q_吸=cm（t-t₀）計算出了水吸收的熱量．小輝他想通過這些數據計算出煤油和菜籽油的熱值．你認為他的計算結果是否可靠并說明理由？不可靠，燃油不可能完全燃燒且燃油燃燒放出的熱量不能完全被水吸收．

Answer 1

分析 本題主要考查利用控制變量法和轉換法設計實驗的能力，由于燃料的熱值不能直接測量，所以通過水溫升高的度數大小來體現燃料的熱值大小，又由于燃料燃燒釋放的熱量既與燃料的質量多少有關，又與燃料的熱值大小有關，根據此進行分析．

解答 解：
（1）根據Q_放=mq，燃料燃燒放出熱量的多少與物體的質量和熱值有關，所以要探究熱值的大小，需使菜籽油和煤油的質量相等；
水吸收熱量后溫度的變化，與吸熱的多少及質量有關，所以還要控制兩杯水的質量相等；
①質量相同的水，溫度變化越大，說明吸收熱量越多，所以實驗中通過水溫升高的多少來表示煤油和菜籽油放出熱量的多少；
②要探究不同燃料熱值的大小，應使其它條件相同，只有燃料的種類不同，即用到控制變量法；
根據熱傳遞的條件，水溫與周圍環境溫度相差越大，越容易發生熱傳遞，若水的初溫不同，便可造成水的散熱情況不同，所以實驗中應控制水的初溫相同；
③由上分析知，小明的分析更加合理；
（2）根據表格中數據，相同質量的兩種燃料燃燒完后，煤油的水溫升高較大，說明煤油放出的熱量較多，即煤油的熱值較大；
（3）在實驗過程中，燃油不可能完全燃燒，且燃料燃燒放出的熱量一部分直接散失掉、一部分被燒杯吸收，同時水也會向外散熱，所以不能通過水溫的變化得出燃料燃燒放出的熱量，計算結果不準確．
故答案為：
（1）相等；①水溫升高的多少；②控制變量；種類；散熱；③小明；
（2）煤油；
（3）不可靠，燃油不可能完全燃燒且燃油燃燒放出的熱量不能完全被水吸收．

點評 根據Q_吸=cm△t知，質量相同的同種物質升高的溫度與吸收熱量的多少有關，此實驗通過這個原理來反映兩種燃油燃燒放出熱量的多少；
根據Q_放=mq，質量相同的不同燃料，完全燃燒放出的熱量與其熱值有關，根據水溫的變化情況可得知兩種燃油燃燒放出熱量的大小關系，從而判斷出燃油的熱值大小，整個過程中應用了控制變量法．