【目的和要求】
通过酒精灯烧水的实验,了解燃料在燃烧时被有效利用的热量是较少的,认识加强热能利用率的重要性,进一步熟悉热量和燃烧值的物理意义。
【仪器和器材】
酒精灯,方座支架(Jll02型),三脚架,泥三角,废易拉罐(或废罐头盒),搅拌器,温度计(0-100℃),火柴,托盘天平(200克),水。
【实验方法】
1.首先在天平上称出废易拉罐(或废罐头盒)的质量m1,然后加入质量为m2的清水。
2.在天平上称出酒精灯的初始质量为m3。
3.用温度计量出水的初温为t1。
4.将三脚架放在酒精灯上,泥三角放在三脚架上,再放上盛水罐,点燃酒精灯(图2.10-1)。温度计挂在方座支架的横杆上,当温度上升时,用搅拌器搅动水,水温升高约20℃时,移开并马上熄灭酒精灯,记下水的终温t2。
5.用天平称出熄灭后的酒精灯的质量m4。
6.计算水在加热过程中所吸收的热量Q1,这是被有效利用的热量,Q1=c1m2(t2-t1)。其中c1为水的比热容,c1=1卡/(克t;℃)。
7.计算易拉罐在加热过程中吸收的热量Q2,这是无用的热量,Q2=c2m1(t2-t1)。对于铝质易拉罐来说,比热容c1=0.21卡/(克t;℃)。
8.计算燃烧的酒精所放出的热量Q。查表可知酒精的燃烧值为q酒精=7200卡/克,实验中烧掉了(m3一m4)克酒精,因此Q=q酒精(m3一m4)。
9.因此可得出酒精灯在烧水过程中的热量利用效率为
表2.10-1中记录了一次实验的数据和计算结果。
实验次数
m1(克)
m2(克)
m3(克)
m4(克)
t1(℃)
t2(℃)
1
19
300
270
267.5
24
46
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