Question

14．小明用實(shí)驗(yàn)估測(cè)薯?xiàng)l的熱值，實(shí)驗(yàn)器材有：鐵架臺(tái)、溫度計(jì)、燒杯（注有質(zhì)量已知為m的煤油）、5角硬幣（已知質(zhì)量為m₀）、質(zhì)量不計(jì)的長(zhǎng)薄木板、圓柱鉛筆、塑料刻度尺、打火機(jī)、鐵絲等器材．實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：
（1）組裝器材．按照如圖甲所示的裝置安裝實(shí)驗(yàn)器材．
（2）測(cè)定薯?xiàng)l的質(zhì)量．因?yàn)闆](méi)有天平，聰明的小明將圓柱鉛筆放在桌子上，把圓柱鉛筆作為支點(diǎn)位置并標(biāo)記為O，5角硬幣、薯?xiàng)l放在長(zhǎng)薄木板的兩端，調(diào)整圓柱鉛筆的位置使薄木板處于水平平衡狀態(tài)，如圖乙所示．用刻度尺分別量出L₁、L₂，則薯?xiàng)l的質(zhì)量表達(dá)式為$\frac{{L}_{1}}{{L}_{2}}{m}_{0}$．（用給定的量表示）
（3）測(cè)量煤油的初始溫度t₀
（4）將薯?xiàng)l點(diǎn)燃，放入燃燒皿中，用鐵絲攪拌使其充分燃燒，待其充分燃燒完，煤油溫度穩(wěn)定時(shí)迅速記下煤油的末溫t．若煤油的比熱容為C_煤油，則煤油吸收的熱量表達(dá)式為c_煤油m（t-t₀）（用給定的量表示）；薯?xiàng)l的熱值表達(dá)式為$\frac{{L}_{2}{c}_{煤油}m（t-{t}_{0}）}{{L}_{1}{m}_{0}}$（用給定的量表示）．薯?xiàng)l熱值的測(cè)量值與真實(shí)值比偏�。ㄟx填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿平衡條件，動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂；
（2）由于薯?xiàng)l的熱值無(wú)法直接測(cè)量，則可通過(guò)比較煤油升高的溫度的高低來(lái)體現(xiàn)熱值的大小，由于煤油溫的升高與吸收熱量的多少以及煤油的質(zhì)量有關(guān)，
要比較溫度計(jì)升高的示數(shù)，就必須記錄加熱前的煤油溫t₀和薯片燃盡后的煤油溫t；煤油吸收熱量的表達(dá)式Q=c_煤油m（t-t₀）；
（3）由于燃料在燃燒過(guò)程中放出的熱量不可能被煤油完全吸收，所以通過(guò)煤油吸收的熱量不能準(zhǔn)確計(jì)算出薯片的熱值．

解答 解：（1）因?yàn)楦軛U平衡時(shí)，動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂，G_硬幣L₁=G_薯?xiàng)lL₂，m₀gL₁=m_薯?xiàng)lgL₂，m_薯?xiàng)l=$\frac{{L}_{1}}{{L}_{2}}{m}_{0}$；
（2）根據(jù)公式Q_吸=Q_放得：
c_煤油m（t-t₀）=m_薯片q，
q=$\frac{{c}_{煤油}m（t-{t}_{0}）}{{m}_{薯片}}$=$\frac{{c}_{煤油}m（t-{t}_{0}）}{\frac{{L}_{1}}{{L}_{2}}{m}_{0}}$=$\frac{{L}_{2}{c}_{煤油}m（t-{t}_{0}）}{{L}_{1}{m}_{0}}$
（3）由于薯?xiàng)l在燃燒過(guò)程中放出的熱量不可能被煤油完全吸收，有一部分散失，故測(cè)量值比真實(shí)值偏�。�
故答案為：（2）$\frac{{L}_{1}}{{L}_{2}}{m}_{0}$；（4）c_煤油m（t-t₀）；$\frac{{L}_{2}{c}_{煤油}m（t-{t}_{0}）}{{L}_{1}{m}_{0}}$；偏小．

點(diǎn)評(píng) 本題的解題關(guān)鍵是了解利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)的基本思路．