14. 小明和小华学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油热值的大小关系。他们组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表：


（1）请完善表格，★部分应填写。
（2）为了保证实验结论的可靠性，小明和小华选择了两套完全相同的装置，并且使两种油的质量，两杯水的质量。但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整。
① 小华认为实验中是通过来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。所以，实验中两杯水的初温可以不同。
② 小明认为探究过程中只有燃料的种类不同，其他因素都必须控制相同。如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是甲、乙的热效率就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化不明显的情况。所以，实验时必须控制水的初温相同。
③ 你认为（选填“小明”或“小华”）的想法更合理。
（3）根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大是。
（4）小明和小华在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量。并由记录的数据计算出了水吸收的热量。小明他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果是（选填“可靠”或“不可靠”）的，理由是。

14. （1）燃料燃尽后的水温
（2）相等 相等 ① 水温升高的多少 ③ 小明
（3）煤油
（4）不可靠 燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收

【分析】
本题是探究燃料热值大小的实验，需结合控制变量法、转换法分析实验设计与结论。（1）实验通过燃料燃尽后水的温度变化反映燃料放热多少，故表格★处对应燃料燃尽后的水温；（2）实验需控制变量，保证燃料质量、水的质量相同，利用转换法通过水温变化间接反映放热多少；小明的想法更合理，需控制水的初温避免干扰实验；（3）相同质量燃料使水升温越多，热值越大；（4）计算热值时因燃料未完全燃烧、热量有散失，结果不可靠。
【解析】
（1）实验目的是比较煤油和菜籽油的热值，需记录燃料完全燃烧后水的温度，因此★处应填“燃料燃尽后的水温”；
（2）根据控制变量法，探究热值时需保证两种油的质量相等，两杯水的质量相等；①实验中通过“水温升高的多少”间接表示煤油和菜籽油放出热量的多少（转换法）；③小明的想法更合理，若水的初温不同，会影响水的蒸发、与环境的温差等，导致热效率不同，干扰实验结论；
（3）相同质量的煤油和菜籽油，煤油使水升高的温度更多，说明煤油放出的热量更多，因此煤油的热值较大；
（4）计算热值时结果不可靠，因为燃油不可能完全燃烧，且燃烧放出的热量会散失到空气中、被容器吸收等，不能完全被水吸收，导致测得的热量偏小，计算出的热值不准确。
【答案】
（1）燃料燃尽后的水温；（2）相等；相等；①水温升高的多少；③小明；（3）煤油；（4）不可靠；燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收
【知识点】
热值、控制变量法、转换法
【点评】
本题考查热值探究实验，核心是控制变量法和转换法的应用，同时需理解实验误差的来源，是初中物理热学部分的常规重点实验题，需学生掌握实验设计的逻辑与注意事项。
【难度系数】
0.5

15. 小星用燃气灶将质量为 2 kg、温度为 $25\ °\mathrm{C}$ 的水加热到 $100\ °\mathrm{C}$，则水需要吸收多少热量？该燃气灶的热效率是 25%，完全燃烧燃气的质量为 80 g，则这种燃气的热值是多大？
$[c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})]$

15. $Q_{吸}=c_{水}m_{水}\ \Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×2\ \mathrm{kg}×(100\ ℃-25\ ℃)=6.3×10^5\ \mathrm{J}$。$Q_{放}=\dfrac{Q_{吸}}{\eta}=\dfrac{6.3×10^5\ \mathrm{J}}{0.25}=2.52×10^6\ \mathrm{J}$，$q=\dfrac{Q_{放}}{m_{燃}}=\dfrac{2.52×10^6\ \mathrm{J}}{80×10^{-3}\ \mathrm{kg}}=3.15×10^7\ \mathrm{J/kg}$。

【分析】
要解决本题，分两步推导：第一步计算水吸收的热量，需利用吸热公式，先确定水的质量、比热容及温度变化量；第二步求燃气的热值，需结合热效率公式算出燃气燃烧的总放热量，再用热值公式计算，注意燃气质量的单位换算（将g转换为kg）。
【解析】
1. 计算水吸收的热量：
水的质量$m_{水}=2\ \mathrm{kg}$，温度变化量$\Delta t=100\ \mathrm{℃}-25\ \mathrm{℃}=75\ \mathrm{℃}$，根据吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$，代入数据得：
$Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×2\ \mathrm{kg}×75\ \mathrm{℃}=6.3×10^5\ \mathrm{J}$。
2. 计算燃气完全燃烧放出的热量：
已知热效率$\eta=25\%=0.25$，由$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$得$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}$，代入数据得：
$Q_{放}=\frac{6.3×10^5\ \mathrm{J}}{0.25}=2.52×10^6\ \mathrm{J}$。
3. 计算燃气的热值：
燃气质量$m_{燃}=80\ \mathrm{g}=0.08\ \mathrm{kg}$，根据热值公式$q=\frac{Q_{放}}{m_{燃}}$，代入数据得：
$q=\frac{2.52×10^6\ \mathrm{J}}{0.08\ \mathrm{kg}}=3.15×10^7\ \mathrm{J/kg}$。
【答案】
水需要吸收的热量为$6.3×10^5\ \mathrm{J}$，这种燃气的热值为$3.15×10^7\ \mathrm{J/kg}$。
【知识点】
热量计算、热效率、热值
【点评】
本题为热学基础计算题，考察吸热公式、热效率公式及热值公式的应用，需注意单位换算，是热学部分的典型基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6