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11 (易错题)(2025连云港期中)在“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”的探究实验中，为了保证实验结论的可靠性，小明组装如图甲、乙所示两套完全相同的实验装置.(假设燃料燃烧时均匀放热)
(1) 实验中要控制
(2) 实验中是利用
(3) 小明认为等燃料完全燃烧完所等待的时间过长，可以在燃烧3 min时就进行读数比较，小华认为这样做不可以，小华不认同小明观点的理由是
(4) 如果不计热损失，根据实验，小明记录燃料点燃直至完全燃尽时的数据，绘制了烧杯内水的温度随时间变化的图像，如图丙所示，则两种燃料的热值之比为
(1) 实验中要控制
两种燃料的质量和两杯水的质量
（填“两种燃料的质量”“两杯水的质量”或“两种燃料的质量和两杯水的质量”）相等.(2) 实验中是利用
水升高的温度
来表示两种不同燃料燃烧放出热量的多少.这种科学研究方法是转换法
.(3) 小明认为等燃料完全燃烧完所等待的时间过长，可以在燃烧3 min时就进行读数比较，小华认为这样做不可以，小华不认同小明观点的理由是
没有控制燃烧的燃料质量相等
.(4) 如果不计热损失，根据实验，小明记录燃料点燃直至完全燃尽时的数据，绘制了烧杯内水的温度随时间变化的图像，如图丙所示，则两种燃料的热值之比为
8:3
.答案
11.（1）两种燃料的质量和两杯水的质量 （2）水升高的温度 转换法 （3）没有控制燃烧的燃料质量相等 （4）8：3
12 如图所示的燃气炉是一种国家标准节能型周期式作业炉，具有超节能结构，工件受热均匀，能够有效地利用热能，其加热效率可以达到70％，现将质量为5 kg、温度为20 ℃的水在一个标准大气压下在燃气炉上加热，完全燃烧了$\frac{1}{15}\ \mathrm{m}^3$的燃气[已知$c_{\mathrm{水}}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$，热值$q_{\mathrm{气}}=4.5×10^7\ \mathrm{J/m}^3$]。
（1）求完全燃烧$\frac{1}{15}\ \mathrm{m}^3$的燃气放出的热量；
（2）水的温度升高到多少摄氏度？
（1）求完全燃烧$\frac{1}{15}\ \mathrm{m}^3$的燃气放出的热量；
（2）水的温度升高到多少摄氏度？
答案
（1）燃气完全燃烧放出的热量
$Q_{放}=Vq_{气}=\frac{1}{15}\ \mathrm{m}^3×4.5×10^7\ \mathrm{J/m}^3=3×10^6\ \mathrm{J}.$
（2）水吸收的热量
$Q_{吸}=\eta Q_{放}=70\%×3×10^6\ \mathrm{J}=2.1×10^6\ \mathrm{J};$
由$Q_{吸}=cm\Delta t$可得水升高的温度
$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m}=\frac{2.1×10^6\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×5\ \mathrm{kg}}=100\ ℃,$
理论上，水的末温为$20\ ℃+100\ ℃=120\ ℃,$
而在一个标准大气压下，水的沸点为100 ℃，实际上水的末温为100 ℃，即水的温度升高到100 ℃.
$Q_{放}=Vq_{气}=\frac{1}{15}\ \mathrm{m}^3×4.5×10^7\ \mathrm{J/m}^3=3×10^6\ \mathrm{J}.$
（2）水吸收的热量
$Q_{吸}=\eta Q_{放}=70\%×3×10^6\ \mathrm{J}=2.1×10^6\ \mathrm{J};$
由$Q_{吸}=cm\Delta t$可得水升高的温度
$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m}=\frac{2.1×10^6\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×5\ \mathrm{kg}}=100\ ℃,$
理论上，水的末温为$20\ ℃+100\ ℃=120\ ℃,$
而在一个标准大气压下，水的沸点为100 ℃，实际上水的末温为100 ℃，即水的温度升高到100 ℃.
解析
【分析】
解题思路：（1）求燃气完全燃烧放出的热量，直接利用燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=Vq_{气}$，代入燃气的体积和热值计算；（2）先根据加热效率计算水实际吸收的热量$Q_{吸}=\eta Q_{放}$，再利用吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$求出水升高的温度，最后结合标准大气压下水的沸点为$100°\mathrm{C}$，判断水的末温不能超过沸点，确定最终温度。
【解析】
（1）完全燃烧$\frac{1}{15}\ \mathrm{m}^3$的燃气放出的热量：
根据公式$Q_{放}=Vq_{气}$，代入数据得：
$Q_{放}=\frac{1}{15}\ \mathrm{m}^3×4.5×10^7\ \mathrm{J/m}^3=3×10^6\ \mathrm{J}$；
（2）水吸收的热量：
已知加热效率$\eta=70\%$，则$Q_{吸}=\eta Q_{放}=70\%×3×10^6\ \mathrm{J}=2.1×10^6\ \mathrm{J}$；
由$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$可得水升高的温度：
$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m}=\frac{2.1×10^6\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×5\ \mathrm{kg}}=100\ ℃$；
理论上水的末温为$20\ ℃+100\ ℃=120\ ℃$，但在一个标准大气压下，水的沸点为$100\ ℃$，水沸腾时温度保持不变，因此实际水的末温为$100\ ℃$，即水的温度升高到$100\ ℃$。
【答案】
（1）完全燃烧燃气放出的热量为$3×10^6\ \mathrm{J}$；（2）水的温度升高到$100\ ℃$。
【知识点】
热值计算、热量计算、沸点
【点评】
本题考查热学相关的基础计算，重点是掌握燃料放热和物质吸热的公式，同时需牢记标准大气压下水的沸点，避免忽略水沸腾时温度不变的特点导致错误。
【难度系数】
0.5
解题思路：（1）求燃气完全燃烧放出的热量，直接利用燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=Vq_{气}$，代入燃气的体积和热值计算；（2）先根据加热效率计算水实际吸收的热量$Q_{吸}=\eta Q_{放}$，再利用吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$求出水升高的温度，最后结合标准大气压下水的沸点为$100°\mathrm{C}$，判断水的末温不能超过沸点，确定最终温度。
【解析】
（1）完全燃烧$\frac{1}{15}\ \mathrm{m}^3$的燃气放出的热量：
根据公式$Q_{放}=Vq_{气}$，代入数据得：
$Q_{放}=\frac{1}{15}\ \mathrm{m}^3×4.5×10^7\ \mathrm{J/m}^3=3×10^6\ \mathrm{J}$；
（2）水吸收的热量：
已知加热效率$\eta=70\%$，则$Q_{吸}=\eta Q_{放}=70\%×3×10^6\ \mathrm{J}=2.1×10^6\ \mathrm{J}$；
由$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$可得水升高的温度：
$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m}=\frac{2.1×10^6\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×5\ \mathrm{kg}}=100\ ℃$；
理论上水的末温为$20\ ℃+100\ ℃=120\ ℃$，但在一个标准大气压下，水的沸点为$100\ ℃$，水沸腾时温度保持不变，因此实际水的末温为$100\ ℃$，即水的温度升高到$100\ ℃$。
【答案】
（1）完全燃烧燃气放出的热量为$3×10^6\ \mathrm{J}$；（2）水的温度升高到$100\ ℃$。
【知识点】
热值计算、热量计算、沸点
【点评】
本题考查热学相关的基础计算，重点是掌握燃料放热和物质吸热的公式，同时需牢记标准大气压下水的沸点，避免忽略水沸腾时温度不变的特点导致错误。
【难度系数】
0.5
13 近年来，我国部分省份开始推广使用乙醇汽油，乙醇汽油是由10%体积的乙醇与90%体积的汽油混合而成，已知乙醇的热值为$2.4× 10^{7}\ \mathrm{J/L}$，汽油的热值为$3.3× 10^{7}\ \mathrm{J/L}$。设混合后总体积不变，则乙醇汽油的热值为
$3.21×10^7$
J/L。答案
13. $3.21×10^7$
解析
【分析】首先明确热值的定义：单位体积燃料完全燃烧放出的热量。乙醇汽油由10%体积的乙醇和90%体积的汽油混合而成，混合后总体积不变，因此可通过计算一定体积乙醇汽油完全燃烧释放的总热量，再除以总体积得到其热值。
【解析】设乙醇汽油的总体积为$V$，则其中乙醇体积$V_1=0.1V$，汽油体积$V_2=0.9V$。
乙醇完全燃烧放出的热量：$Q_1 = q_{乙醇}V_1 = 2.4×10^7\ \mathrm{J/L}×0.1V$
汽油完全燃烧放出的热量：$Q_2 = q_{汽油}V_2 = 3.3×10^7\ \mathrm{J/L}×0.9V$
乙醇汽油完全燃烧的总热量：$Q = Q_1 + Q_2$
乙醇汽油的热值：$q = \frac{Q}{V} = \frac{Q_1 + Q_2}{V}$
代入数据计算：
$q = \frac{2.4×10^7×0.1V + 3.3×10^7×0.9V}{V} = (2.4×10^6 + 29.7×10^6)\ \mathrm{J/L} = 3.21×10^7\ \mathrm{J/L}$
【答案】$3.21×10^7$
【知识点】燃料的热值、热量的计算
【点评】本题考查热值概念的应用，核心是理解混合燃料热值为总热量与总体积的比值，属于基础计算类题目，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】设乙醇汽油的总体积为$V$，则其中乙醇体积$V_1=0.1V$，汽油体积$V_2=0.9V$。
乙醇完全燃烧放出的热量：$Q_1 = q_{乙醇}V_1 = 2.4×10^7\ \mathrm{J/L}×0.1V$
汽油完全燃烧放出的热量：$Q_2 = q_{汽油}V_2 = 3.3×10^7\ \mathrm{J/L}×0.9V$
乙醇汽油完全燃烧的总热量：$Q = Q_1 + Q_2$
乙醇汽油的热值：$q = \frac{Q}{V} = \frac{Q_1 + Q_2}{V}$
代入数据计算：
$q = \frac{2.4×10^7×0.1V + 3.3×10^7×0.9V}{V} = (2.4×10^6 + 29.7×10^6)\ \mathrm{J/L} = 3.21×10^7\ \mathrm{J/L}$
【答案】$3.21×10^7$
【知识点】燃料的热值、热量的计算
【点评】本题考查热值概念的应用，核心是理解混合燃料热值为总热量与总体积的比值，属于基础计算类题目，难度较低。
【难度系数】0.7
