Question

20．小輝和小明學(xué)習(xí)了燃料的熱值后，他們一起設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究煤油和菜籽油的熱值的大小關(guān)系．他們組裝了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄結(jié)果見(jiàn)下表：

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(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性，小明和小輝選擇了兩套完全相同的裝置，并且使兩種油和兩杯水的質(zhì)量相同，但對(duì)于兩杯水的初溫他們的看法卻不同．請(qǐng)將下列他們的想法補(bǔ)充完整．
①小輝認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中是直接用水溫升高的多少來(lái)表示煤油和菜籽油放出熱量的多少．所以，實(shí)驗(yàn)中兩杯水的初溫可以不同．
②小明認(rèn)為因?yàn)樘骄窟^(guò)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(fā)快慢以及水與周圍環(huán)境的溫差都不相同，于是兩杯水熱量損失就不相同，就有可能會(huì)出現(xiàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)必須控制水的初溫相同．
③你認(rèn)為小明（選填“小明”或“小輝”）的想法更合理．
（2）根據(jù)他們的實(shí)驗(yàn)記錄，你認(rèn)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(shí)驗(yàn)前用天平分別測(cè)出了燒杯中水的質(zhì)量以及燃油的質(zhì)量．并由記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算出了水吸收的熱量．小輝他想通過(guò)這些數(shù)據(jù)計(jì)算出煤油和菜籽油的熱值．你認(rèn)為他的計(jì)算結(jié)果是不可靠（選填“可靠”或“不可靠”）的．理由是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(zhuǎn)換法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，由于燃料的熱值不能直接測(cè)量，所以通過(guò)水溫升高的度數(shù)大小來(lái)體現(xiàn)燃料的熱值大小，燃料燃燒釋放的熱量既與燃料的質(zhì)量多少有關(guān)，又與燃料的熱值大小有關(guān)，根據(jù)此進(jìn)行分析．

解答 解：
（1）根據(jù)Q_放=mq，燃料燃燒放出熱量的多少與物體的質(zhì)量和熱值有關(guān)，所以要探究熱值的大小，需使菜籽油和煤油的質(zhì)量相等；
水吸收熱量后溫度的變化，與吸熱的多少及質(zhì)量有關(guān)，所以還要控制兩杯水的質(zhì)量相等；
①質(zhì)量相同的水，溫度變化越大，說(shuō)明吸收熱量越多，所以實(shí)驗(yàn)中通過(guò)水溫升高的多少來(lái)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(yīng)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(jù)熱傳遞的條件，水溫與周圍環(huán)境溫度相差越大，越容易發(fā)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(shí)驗(yàn)中應(yīng)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(jù)表格中數(shù)據(jù)，相同質(zhì)量的兩種燃料燃燒完后，煤油的水溫升高較大，說(shuō)明煤油放出的熱量較多，即煤油的熱值較大；
（3）在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(shí)水也會(huì)向外散熱，所以不能通過(guò)水溫的變化得出燃料燃燒放出的熱量，計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確．
故答案為：
（1）①水溫升高的多少；②種類；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(diǎn)評(píng) 根據(jù)Q_吸=cm△t知，質(zhì)量相同的同種物質(zhì)升高的溫度與吸收熱量的多少有關(guān)，此實(shí)驗(yàn)通過(guò)這個(gè)原理來(lái)反映兩種燃油燃燒放出熱量的多少；
根據(jù)Q_放=mq，質(zhì)量相同的不同燃料，完全燃燒放出的熱量與其熱值有關(guān)，根據(jù)水溫的變化情況可得知兩種燃油燃燒放出熱量的大小關(guān)系，從而判斷出燃油的熱值大小，整個(gè)過(guò)程中應(yīng)用了控制變量法．