化学课件《燃料的利用效率》

【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）