燃料的热值
人类在原始社会就已经知道燃烧柴薪来取暖、做饭。在现代社会，人类所使用的能量仍有很大一部分来源于燃料的燃烧。
燃料种类丰富多样:固体燃料如木柴、煤炭等,液体燃料如汽油、酒精等;气体燃料如煤气、天然气等。根据你的经验,相同质量的不同燃料,燃烧时放出的热量是不是相同?请找出事实来支持你的观点,并进行分析。
活动:比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。
实验设计:
燃料的选择:10 g酒精和10 g面巾纸碎片。
放出热量多少的比较:给质量相等的水加热,观察温度计升高的温度。
注意观察,收集数据。以下是某次实验收集到的数据,我们用它来进行分析。
实验结果显示:用酒精加热,水的温度升得
。
结论:质量相等的不同燃料,充分燃烧时放出的热量一般不等。
为了反映不同燃料的这种差异,物理学中引入了“热值”这个概念。
定义:燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比,叫作这种燃料的热值。用q表示,单位是J/kg。
燃料燃烧的能量转化:化学能→内能。
质量为m的燃料完全燃烧时放出的热量为
。
查阅热值表,了解一些燃料的热值,并写出酒精的热值及其表示的物理意义:
。
对于气体燃料,人们通常采用
作为热值的单位,符号为
。
解析：
【分析】首先通过实验数据对比，相同质量的酒精和面巾纸燃烧后，酒精加热的水温度升高更多，说明相同质量的不同燃料充分燃烧放出的热量不同；再结合热值的定义、热量计算公式以及气体燃料热值的单位相关知识，逐一解答各问题。
【解析】1. 由实验数据可知，酒精加热的水温度变化为$18°\mathrm{C}$，面巾纸加热的水温度变化为$7°\mathrm{C}$，因此用酒精加热，水的温度升得高；2. 根据热值的定义，质量为$m$的燃料完全燃烧时放出的热量$Q=mq$；3. 酒精的热值为$3.0×10^7\ \mathrm{J/kg}$，其物理意义是1kg的酒精完全燃烧时放出的热量为$3.0×10^7\ \mathrm{J}$；4. 对于气体燃料，通常采用焦耳每立方米作为热值的单位，符号为$\mathrm{J/m}^3$。
【答案】相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量不相同。事实举例：取质量相等的干木柴和无烟煤，充分燃烧后加热相同环境下的等量冷水，无烟煤能将更多的水烧开，说明二者燃烧放出的热量不相等。实验结果显示:用酒精加热,水的温度升得高。质量为m的燃料完全燃烧时放出的热量为$\boldsymbol{Q=mq}$。酒精的热值为$3.0×10^7\ \mathrm{J/kg}$，表示的物理意义是：1kg的酒精完全燃烧时放出的热量为$3.0×10^7\ \mathrm{J}$。对于气体燃料,人们通常采用焦耳每立方米作为热值的单位,符号为$\boldsymbol{\mathrm{J/m}^3}$。
【知识点】燃料的热值、热量计算
【点评】本题结合实验考查燃料热值的基础概念，通过实验数据理解热值的物理意义，属于对基础知识的常规考查，难度较低。
【难度系数】0.6
