化學(xué)課件《燃料的利用效率》

【目的和要求】

通過(guò)酒精燈燒水的實(shí)驗(yàn)，了解燃料在燃燒時(shí)被有效利用的熱量是較少的，認(rèn)識(shí)提高熱能利用率的重要性，進(jìn)一步熟悉熱量和燃燒值的物理意義。

【儀器和器材】

酒精燈，方座支架（Jll02型），三腳架，泥三角，廢易拉罐（或廢罐頭盒），攪拌器，溫度計(jì)（0－100℃），火柴，托盤(pán)天平（200克），水。

【實(shí)驗(yàn)方法】

1．首先在天平上稱(chēng)出廢易拉罐（或廢罐頭盒）的質(zhì)量m1，然后加入質(zhì)量為m2的清水。

2．在天平上稱(chēng)出酒精燈的初始質(zhì)量為m3。

3．用溫度計(jì)量出水的初溫為t1。

4．將三腳架放在酒精燈上，泥三角放在三腳架上，再放上盛水罐，點(diǎn)燃酒精燈（圖2．10－1）。溫度計(jì)掛在方座支架的橫桿上，當(dāng)溫度上升時(shí)，用攪拌器攪動(dòng)水，水溫升高約20℃時(shí)，移開(kāi)并馬上熄滅酒精燈，記下水的終溫t2。

5．用天平稱(chēng)出熄滅后的酒精燈的質(zhì)量m4。

6．計(jì)算水在加熱過(guò)程中所吸收的熱量Q1，這是被有效利用的熱量，Q1=c1m2(t2－t1)。其中c1為水的比熱容，c1＝1卡／（克·℃）。

7．計(jì)算易拉罐在加熱過(guò)程中吸收的熱量Q２，這是無(wú)用的熱量，Q２=c２m１(t2－t1)。對(duì)于鋁質(zhì)易拉罐來(lái)說(shuō)，比熱容c1＝0．21卡／（克·℃）。

8．計(jì)算燃燒的酒精所放出的.熱量Q。查表可知酒精的燃燒值為q酒精＝7200卡／克，實(shí)驗(yàn)中燒掉了（m3一m4）克酒精，因此Q=q酒精（m3一m4）。

9．因此可得出酒精燈在燒水過(guò)程中的熱量利用效率為

表2．10－1中記錄了一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果。

10．分析熱量損失的原因。提示：酒精燈在燃燒的過(guò)程中，火焰除了加熱盛水罐外，也加熱了周?chē)目諝猓諝獾膶?duì)流帶走了一些熱量。同時(shí)火焰的熱輻射也直接損失了一些熱量。酒精在燃燒時(shí)，有少量的酒精變成蒸汽揮發(fā)掉了，而水在被加熱的過(guò)程中，也有少量的水變成水蒸氣帶走了一些熱量。另外，三腳架和盛水罐也帶走或輻射一些熱量（其中盛水罐吸收的熱量已經(jīng)算出，為Q2=87．8卡）。

【參考資料】

酒精燈強(qiáng)火器

熱學(xué)實(shí)驗(yàn)中常常感到酒精燈火力不足，加熱時(shí)間太長(zhǎng)，酒精燈強(qiáng)火器解決了這個(gè)問(wèn)題。它是由預(yù)熱金屬絲和雙層多孔罩組成的（圖2．10－2）。取一根長(zhǎng)80毫米、直徑1毫米的銅絲（漆包線即可），兩端磨尖，彎成U形，倒插入酒精燈燈芯內(nèi)即可使用；雙層多孔罩是用廢鐵皮制成的。使用時(shí)將雙層多孔罩罩在插有U形鋼絲的酒精燈上。用畢先取下雙層多孔罩，摘掉預(yù)熱金屬絲，再蓋上酒精燈燈罩。

酒精燈強(qiáng)火器的雙層多孔罩的制作方法，請(qǐng)參看本叢書(shū)的《初中物理自制教具》一書(shū)。（安徽鳳陽(yáng)中學(xué)滕尚杰制作并提供資料）