化学课件《燃料的利用效率》

时间:2021-08-31

  【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,认识提高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·℃)。

  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·℃)。

  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。

  10.分析热量损失的原因。提示:酒精灯在燃烧的过程中,火焰除了加热盛水罐外,也加热了周围的空气,空气的对流带走了一些热量。同时火焰的热辐射也直接损失了一些热量。酒精在燃烧时,有少量的酒精变成蒸汽挥发掉了,而水在被加热的过程中,也有少量的水变成水蒸气带走了一些热量。另外,三脚架和盛水罐也带走或辐射一些热量(其中盛水罐吸收的热量已经算出,为Q2=87.8卡)。

  【参考资料】

  酒精灯强火器

  热学实验中常常感到酒精灯火力不足,加热时间太长,酒精灯强火器解决了这个问题。它是由预热金属丝和双层多孔罩组成的(图2.10-2)。取一根长80毫米、直径1毫米的铜丝(漆包线即可),两端磨尖,弯成U形,倒插入酒精灯灯芯内即可使用;双层多孔罩是用废铁皮制成的。使用时将双层多孔罩罩在插有U形钢丝的酒精灯上。用毕先取下双层多孔罩,摘掉预热金属丝,再盖上酒精灯灯罩。

  酒精灯强火器的双层多孔罩的制作方法,请参看本丛书的《初中物理自制教具》一书。(安徽凤阳中学滕尚杰制作并提供资料)

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