《2025年金版学案同步优学智慧作业九年级物理上册人教版》

14. 将初温相同的液体装入如图所示的五组实验装置中,除烧杯(相同)、温度计、铁架台和燃烧灯外,另提供天平和秒表。

(1)实验目标一：比较酒精和煤油的热值大小。器材选择：选择②③或④⑤两组装置进行实验。设计实验：在两个装置的燃烧灯中注入质量相同的酒精和煤油(保证实验过程两烧杯中的液体均未沸腾)。请简述他分析实验信息、进行科学论证得出哪种燃料热值大的过程：方法1:当燃烧灯中的燃料燃尽时，记录烧杯中水（油）升高的温度，温度升高得多的对应燃料的热值大(答案合理即可） 方法2:当液体升高相同温度时，测量消耗燃料的质量，消耗质量少的燃料热值大。
(2)实验目标二：测量酒精的热值。选择①装置进行实验,酒精灯加热 12 min 使水温由 10 ℃升高 30 ℃,刚好消耗掉 2 g 酒精,若不计热量损失,酒精的热值为$2.52×10^{5}$J/kg。$[c_{水}= 4.2×10^3 J/(kg·℃)]$

答案：
(1)②③或④⑤ 方法1:当燃烧灯中的燃料燃尽时，记录烧杯中水（油）升高的温度，温度升高得多的对应燃料的热值大(答案合理即可） 方法2:当液体升高相同温度时，测量消耗燃料的质量，消耗质量少的燃料热值大
(2)$2.52×10^{5}$

15. 每到夏收季节,大量农作物秸秆在田间被随意焚烧,这不仅造成资源浪费、环境污染,而且极易引发火灾等。为解决这一问题,现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤(热值 q= 2.4×10^7 J/kg),可以使 50 kg、20 ℃的水温度升高到 80 ℃。$[c_{水}= 4.2×10^3 J/(kg·℃)]$

(1)求水需要吸收的热量。
(2)如果秆浆煤完全燃烧释放的热量有 30％被水吸收,这些热量需要完全燃烧多少千克秆浆煤？
(3)若秆浆煤完全燃烧放出的热量由热值为$ q_{天然气}= 4.2×10^7 J/m^3 $的天然气来提供,需要完全燃烧多少立方米天然气？

答案： 【解】
(1)水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m_{水}Δt_{水}=4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)×50kg×(80^{\circ }C-20^{\circ }C)=1.26×10^{7}J$。
(2)由$η=\frac {Q_{吸}}{Q_{放}}$得出秆浆煤完全燃烧释放的热量$Q_{放}=\frac {Q_{吸}}{η}=\frac {1.26×10^{7}J}{30\% }=4.2×10^{7}J$这些热量需要完全燃烧秆浆煤的质量$m=\frac {Q_{放}}{q}=\frac {4.2×10^{7}J}{2.4×10^{7}J/kg}=1.75kg$。
(3)需要完全燃烧天然气的体积$V=\frac {Q_{放}}{q_{天然气}}=\frac {4.2×10^{7}J}{4.2×10^{7}J/m^{3}}=1m^{3}$。