Question

10．如圖所示，為比較 a、b 兩種液體的比熱容及 1、2 兩種燃料的熱值，甲、乙、丙三圖中的裝置相同，燃料的質量均為 10g，燒杯內的液體初溫相同．當燃料燃燒完時，立即讀取相應溫度計的讀數，分別為 T _甲、T _乙、T 丙，且有 T_甲＞T_乙＞T _丙．

（1）在實驗中，三個燒杯中 a、b 液體的質量必須相同；
（2）比較 a、b 兩種液體的比熱容，應選擇甲、丙兩圖進行實驗，實驗液體 a 的比熱容 ca 與實驗液體 b 的 比熱容 cb 相比，c_a＜c_b（選填“＞”、“=”、“＜”）；
（3）比較 1、2 兩種燃料的熱值，應選擇甲、乙兩圖進行實驗，實驗燃料 1 的熱值 q₁與實驗燃料 2 的熱值
q₂相比，q₁＞q₂（選填“＞”、“=”、“＜”）；
（4）在甲裝置中，若燃料為酒精（q _酒精=3×10⁷J/kg），燒杯內的液體為水，其質量為 200g，點燃燃料直至燃 料燒完，溫度計的示數由 20℃上升到 70℃，再結合“10g”燃料這一數據，計算出燃料的熱值，通過 實驗算出的熱值與實際相比偏小（選填“偏大”、“偏小”），理由是燃料燃燒放出的熱量沒有全部被水吸收或燃料燃燒不完全．

Answer 1

分析 （1）根據控制變量法的要求，根據所探究的問題，確定需要控制的變量；
（2）為了比較兩種液體的比熱容，需要燃燒相同的燃料，加熱不同的液體，讓液體的質量相同，通過溫度計的示數高低得出吸熱多少，進而判斷兩種比熱容的大小關系；
（3）燃料的熱值大小不能直接測量，需要通過液體吸收熱量的多少來體現燃料燃燒放出熱量的多少，而液體吸收熱量的多少跟液體的質量和升高的溫度有關，因此為了比較熱值大小要用不同的燃料，加熱同一種液體，讓液體的質量相同，通過溫度計的示數高低得出吸熱多少，進而判斷熱值大小；
（4）存在熱散失，燃料燃燒放出的熱量沒有全部被液體吸收或燃料燃燒不完全，測得的熱值會偏小．

解答 解：
（1）根據控制變量法的要求，在實驗中，三個燒杯中a、b液體的質量必須相同；
（2）為了比較兩種液體的比熱容，需要燃燒相同的燃料，加熱不同的液體，讓液體的質量相同，通過溫度計的示數高低得出吸熱多少，進而判斷兩種比熱容的大小關系，應選擇甲丙兩圖進行實驗；甲、丙所示實驗中所用燃料種類與質量相同，則燃料燃燒釋放的熱量相等，即Q_甲=Q_丙，
燃料燃燒釋放的熱量被燒杯中的液體吸收，則Q_a=Q_b，
甲、丙兩實驗燒杯中液體的初溫相等，末溫T_甲＞T_丙，則△t_甲＞△t_丙，即△t_a＞△t_b，
因為Q_a=Q_b，m相等，△t_a＞△t_b，Q=cm△t，
所以由c=$\frac{Q}{m△t}$可知，c_a＜c_b．
（3）為了比較熱值大小，要用不同的燃料，加熱同一種液體，讓液體的質量相同，通過溫度計的示數高低得出吸熱多少，進而判斷熱值大小，應選擇甲乙兩圖進行實驗；由題意在，甲、乙兩實驗燒杯中液體的初溫相等，末溫T_甲＞T_乙，則△t_甲＞△t_乙，
由圖甲、乙所示實驗可知，兩燒杯中的液體種類即比熱容c、質量m都相等，由熱量公式Q=cm△t可知，
Q_甲＞Q_乙，燃料燃燒釋放的熱量被燒杯中的液體吸收，則燃料釋放的熱量Q₁＞Q₂，
由于甲乙兩實驗所使用的燃料質量m相同而種類不同，由Q=mq可知，q₁＞q₂．
（4）因為存在熱散失，燃料燃燒放出的熱量沒有全部被水吸收，或者燃料燃燒不完全，所以測得的熱值會偏小．
故答案為：（1）質量；（2）甲、丙；＜；（3）甲、乙；＞；（4）偏小；燃料燃燒放出的熱量沒有全部被水吸收或燃料燃燒不完全．

點評 本題考查了學生對熱值概念、比熱容概念的了解與掌握，分析時用好控制變量法是本題的關鍵．