12.4机械能与内能的相互转化

12.4机械能与内能的相互转化（解析版）考点直击考点直击典例分析＋变式训练典例分析＋变式训练考点1做功——改变内能的另一种方式（1）做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少；（2）做功使物体的内能改变的实质：其他形式的能量（如机械能）与内能之间的相互转化。【典例1】如图所示，用塞子塞紧瓶口，再用打气筒向瓶内打气，当瓶内气压达到足够大时，塞子从瓶口冲出。下列关于瓶内气体的说法正确的是（）A．向瓶内打气，外界对气体做功，气体温度降低 B．瓶塞从瓶口冲出，瓶口产生“白气”的原因是水蒸气汽化 C．塞子从瓶口冲出，气体对外界做功，气体内能减少 D．塞子从瓶口冲出，外界对气体做功，气体内能不变【答案】C。【解答】解：向瓶内打气时，外界对瓶内气体做功，瓶内气体的内能增加，气体的压强增大，增大到一定程度，塞子从瓶口冲出，此时气体对塞子做功（即对外界做功），气体的内能转化为塞子的机械能，气体的内能减少，温度降低，瓶口的水蒸气液化为“白气”，故ABD错误，C正确。故选：C。【典例2】如图是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过做功的方式，使筒内空气内能增大，温度升高，达到艾绒的着火点。【答案】做功；增大。【解答】解：封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒着火达到去火的目的。故答案为：做功；增大。【变式训练1】小芳迅速向上拉注射器的活塞，注射器内密封的气体温度降低，如图所示。此过程密封气体的（）A．内能增加 B．分子动能增大 C．分子热运动速度减小 D．活塞机械能转化为气体内能【答案】C。【解答】解：A、迅速向上拉注射器的活塞，注射器内密封的气体温度降低，所以内能减少，故A错误；BC、向上拉动活塞，密封气体的体积变大，相当于气体膨胀，对外界做功，分子动能减小，分子热运动速度减小，故B错误，C正确；D、气体体积膨胀，对外做功，是把内能转化为机械能，故D错误。故选：C。【变式训练2】厉害了，我的国！2020年我国开启了航天新征程，嫦娥五号成功登月并顺利取回1731g月壤样品。样品的质量不会随它的形状、状态和位置的改变而改变。返回舱穿越大气层时温度升高，这是通过做功的方式使其内能增加而导致的。【答案】位置；做功。【解答】解：（1）质量是物体本身的一种属性，不会随着形状、状态和位置的改变而改变，所以样品的质量不变；（2）返回舱穿越大气层的过程中，返回舱和大气摩擦生热，返回舱表面温度升高，这是通过做功的方式使其内能增加的。故答案为：位置；做功。考点2内燃机的四个冲程1、

内燃机是热机的一种，是燃料在汽缸内燃烧的热机，内燃机分为汽油机和柴油机：

（1）汽油机的工作原理：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能；

（2）汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，如图：①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸；

②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高；

③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；

④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。

（3）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能；（4）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。【典例3】图是四冲程汽油机一个工作循环中的两个冲程，下列判断正确的是（）A．甲图为吸气冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能 B．乙图为压缩冲程，活塞的机械能转化为燃气的内能 C．甲图为做功冲程，活塞的机械能转化为燃气的内能 D．乙图为排气冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能【答案】B。【解答】解：如图甲可知，两气门都关闭，活塞下行，火花塞喷出电火花，因此是做功冲程，并将内能转化为机械能；如图乙可知，两气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，并将机械能转化为内能；故B正确，ACD错误。故选：B。【典例4】一台单缸四冲程的汽油机，如图所示是该汽油机的做功冲程示意图，在该冲程中活塞向下运动，将内能转化为机械能。【答案】做功；机械。【解答】解：由图可知，汽油机两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程燃气的内能转化为活塞的机械能。故答案为：做功；机械。【变式训练1】关于四冲程内燃机，下列说法正确的是（）A．汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同 B．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 C．燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小 D．压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能【答案】D。【解答】解：A、柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故A错误；B、汽油机是通过火花塞点火的，而柴油机是通过压燃式点火的，故B错误；C、燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值保持不变，故C错误；D、压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，气体的内能变大，故D正确。故选：D。【变式训练2】小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起，这一现象与热机的工作循环中的做功冲程原理相同，这一过程内能转化为机械能。【答案】做功；机械。【解答】解：正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起，这是锅内的气体对外做功，锅内气体的内能转化为机械能；内燃机的做功冲程中，高温高压的燃气的内能转化为机械能。故答案为：做功；机械。考点3燃料的热值及其计算（1）热值概念：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。①对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。②热值是燃料的一种属性。（2）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。

（3）公式：Q=mqM——燃料的质量——单位千克（kg）；q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）；Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。

（4）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为3.40×107J/kg。

（5）同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。【典例5】关于燃料的热值，下列说法正确的是（）A．燃料燃烧时放出的热量叫做燃料的热值 B．热值大的燃料比热值小的燃烧时放出的热量多 C．10kg木炭比1kg木炭的热值大 D．燃料燃烧时放出热量的多少与是否完全燃烧有关【答案】D。【解答】解：①1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，所以A说法错误，不符合题意。②根据燃料燃烧放出热量的公式可知燃料在燃烧时放出的热量与热值、燃料的质量和燃料是否完全燃烧有关，因此在燃料的质量和燃料情况不明确的情况下，不能进行判断，所以B说法错误，不符合题意。③热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，因此10kg木炭和1kg木炭的热值一样大，所以C说法错误，不符合题意。④燃料燃烧放出的热量与燃料的热值、燃料的质量和燃料是否完全燃烧有关，所以D说法正确，符合题意。故选：D。【典例6】生活垃圾的热值为3×106J/kg，某垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧800t生活垃圾，放出热量2.4×1012J，放出热量的30%用来发电，每天可发电2×105kW•h，放出热量的42%用来加热水供给附近小区，1标准大气压下，每天可将3×106kg的水由20℃恰好加热至沸腾。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【答案】2.4×1012；2×105；3×106。【解答】解（1）完全燃烧800t生活垃圾放出热量：Q放＝mq＝800×103kg×3×106J/kg＝2.4×1012J；（2）根据题意可知，每天可发电的电能W电＝30%Q放＝30%×2.4×1012J＝7.2×1011J＝2×105kW•h；（3）根据题意可知，水吸收的热量：Q吸＝42%Q放＝42%×2.4×1012J＝1.008×1012J；1个标准大气压下，水的沸点是100℃，由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，水的质量：m水＝＝＝3×106kg。故答案为：2.4×1012；2×105；3×106。【典例7】已知天然气的热值为3.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）完全燃烧1.4×10﹣2m3天然气放出的热量；（2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg、初温为25℃的水加热到多少摄氏度？（当地的大气压强为标准大气压）【解答】解：（1）完全燃烧1.4×10﹣2m3天然气放出的热量：Q放＝Vq＝1.4×10﹣2m3×3.2×107J/m3＝4.48×105J；（2）由η＝可得水吸收的热量：Q吸＝ηQ放＝60%×4.48×105J＝2.688×105J；由Q吸＝cm△t可得，水升高的温度：△t＝＝≈16.8℃，则水的末温度为：t2＝t1+△t＝25℃+16.8℃＝41.8℃。答：（1）完全燃烧1.4×10﹣2m3天然气放出的热量为4.48×105J；（2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg、初温为25℃的水加热到41.8℃.【变式训练1】甲、乙两种燃料，甲的质量是乙的2倍，甲、乙完全燃烧后放出的热量之比为3：2，则甲、乙两种燃料的热值之比为（）A．3：4 B．4：3 C．2：3 D．3：2【答案】A。【解答】解：由题意可知，m甲＝2m乙，Q甲＝1.5Q乙，根据Q放＝mq可知：＝×＝×＝。故选：A。【变式训练2】某燃气热水器使用天然气作为燃料，若使用中消耗掉0.02m3的天然气，则这些天然气完全燃烧放出的热量为6.4×105J（q天然气＝3.2×107J/m3）。如果这些热量完全被水吸收，则水的内能增大（选填“增大”、“不变”或“减小”）。【答案】6.4×105；增大。【解答】解：0.02m3天然气完全燃烧释放的热量是：Q＝Vq天然气＝0.02m3×3.2×107J/m3＝6.4×105J；在此过程中，水吸收热量，内能增大。故答案为：6.4×105；增大。考点4热机的效率（1）定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，其表达式为：，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1；（2）热机在工作过程中造成能量损失的因素有：①燃料很难全部燃烧；

②排出的废气带走能量；

③热机部件要散热；

④克服运转机件之间的摩擦消耗能量。（3）提高热机效率的方法：

①尽量让燃料充分燃烧；

②设法利用废气的能量；

③减少能量损失；

④保证良好的润滑。【典例8】做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下，下列说法中正确的是（）柴油机完成工作量时间消耗柴油甲相同3h5kg乙2h6kgA．甲的功率较大，热机效率较低 B．甲的功率较大，热机效率较高 C．乙的功率较大，热机效率较高 D．乙的功率较大，热机效率较低【答案】D。【解答】解：由表格数据可知，完成工作量相同，甲所用时间大于乙所用时间，功率是指单位时间内完成的功；则甲的功率较小；由表格数据可知，完成工作量相同，甲消耗柴油少，乙消耗柴油多，则乙做的额外功多，由η＝可知，乙的热机效率较低，故ABC错误，D正确。故选D。【典例9】如图所示为内燃机的能量流向图，燃料燃烧放出能量的过程是将化学能转化为内能的过程，热机的效率表达式为η＝×100%。（用图中所示字母表示）【答案】化学；内；。【解答】解：由图可知，汽车发动机把燃料燃烧放出的化学能转化为内能；由图可知，热机效率是用于做有用功的能量占总能量的比例，即该内燃机的效率是η＝×100%；故答案为：化学；内；。【变式训练1】热机的效率是热机性能的重要指标，如图所示是热机的能量流向图，则热机的效率等于（）A．×100% B．×100% C．×100% D．×100%【答案】B。【解答】解：热机的效率等于做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，故热机的效率η＝＝＝×100%。故选：B。【变式训练2】一款汽车发动机的效率是30%，则其每消耗6kg汽油，发动机输出的机械能是8.28×107J，在损失的能量中，废气带走的能量最多。若损失的能量完全被水吸收，可使920kg的水升高50℃。[c水＝4.2×103J/（kg・℃），q汽＝4.6×107J/kg]【答案】8.28×107；废气；920。【解答】解：完全燃烧6kg汽油放出的热量为：Q放＝q汽m＝4.6×107J/kg×6kg＝2.76×108J，由η＝可知发动机输出的机械能为：W＝Q放η＝2.76×108J×30%＝8.28×107J；废气的温度最高，在损失的能量中，废气带走的能量最多；损失的能量为：E＝Q放﹣W＝2.76×108J﹣8.28×107J＝1.932×108J，则水吸收的能量为：Q吸＝E＝1.932×108J，由Q吸＝c水m′Δt可知水的质量为：m′＝＝＝920kg。故答案为：8.28×107；废气；920。课堂巩固训练课堂巩固训练一、选择题。1．（2021秋•正定县期末）将装有酒精的金属管固定在桌子上，并用塞子塞紧。快速来回拉动绕在管上的绳子，过一会儿塞子跳起来，如图所示，下列说法不正确的是（）A．拉动绳子过程，金属管温度升高，内能增加 B．拉动绳子过程，机械能转化成内能 C．塞子跳起时，管内气体温度升高，内能增加 D．塞子跳起时，发生的能量转化与汽油机的做功冲程相同【答案】C。【解答】解：AB、拉动绳子过程，绳子克服摩擦力对金属管做功，机械能转化成内能，使金属管温度升高，内能增加，故AB正确；CD、塞子跳起时，管内气体对塞子做功，内能转化为机械能，管内气体内能减小，温度降低，塞子跳起时，发生的能量转化与汽油机的做功冲程相同，故C错误、D正确。故选：C。2．（2021秋•惠阳区月考）开启啤酒瓶盖瞬间，会听到“嘭”的一声，同时瓶口有一股“白烟”，下列说法不正确的是（）A．瓶内压强比瓶外大，气体膨胀时发出响声 B．瓶内气体对外做功，内能减小C．瓶口“白烟”是瓶内喷出的蒸气 D．瓶口“白烟”是瓶口附近水蒸气液化形成的【答案】C。【解答】解：开启啤酒瓶盖瞬间，开啤酒瓶盖时，瓶内压强比瓶外大，气体膨胀时发出响声；瓶内气体对外做功，其内能减小、温度降低，瓶口附近水蒸气遇冷液化为小水珠飘散在空中，即我们看到的“白气”。而单纯的气体是看不见的。故ABD正确、C错。故选：C。3．（2021•海南）在冬天，人们常常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程【答案】B。【解答】解：人们在冬天常常搓手取暖，是通过搓手将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，手暖和，这是通过做功的方式改变手的内能，这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为内能。故选：B。4．（2021•宝山区校级一模）在四冲程汽油机工作过程中，将内能转化成机械能的冲程是（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程【答案】C。【解答】解：在四冲程汽油机工作过程中，吸气冲程、排气冲程中没有能量转化；压缩冲程将机械能转化为内能；而做功冲程中高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确，ABD错误；故选：C。5．（2021秋•涿州市期末）下列关于热值的说法中正确的是（）A．燃料越多，它的热值就越大 B．燃料燃烧时放出的热量越多，它的热值就越大 C．相同质量的燃料，完全燃烧时放出的热量越多，热值越大 D．同一种燃料，燃烧的情况不同，它的热值就不一样【答案】C。【解答】解：A、燃料的热值仅与燃料的种类有关，燃料的质量无关，例如一堆煤和一块同样煤的热值相同，故A错；BD、热值就是1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，与燃烧情况无关，故BD都错；C、相同质量的燃料，完全燃烧时放出的热量越多，热值越大，正确。故选：C。6．（2022春•江阴市期中）小明取少量燃料置于燃烧皿中，点燃后对100g的热水加热4min，然后立即将其熄灭，测得消耗燃料4.2g，并根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像如图乙中a线所示。已知此过程中燃料均匀燃烧放热，该燃料的热值为2×106J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），整个过程中忽略水的质量变化。下列说法中正确的是（）A．通过图像计算得知4min水吸收到的热量为2520J B．通过计算得出燃料燃烧放出热量有40%被水吸收 C．水吸收的热量和燃料燃烧放出的热量都与加热时间成正比 D．若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图乙中b线所示图像，则这杯水的质量大于上一杯水的质量【答案】C。【解答】解：A、加热2min，水吸收到的热量是：Q水＝m水c水Δt＝0.1kg×4.2×103J/（kg•℃）×（99℃﹣93℃）＝2520J，继续加热2min，水继续吸收热量，所以前4min水吸收的热量为2×2520J＝5040J，故A错误；B、燃料燃烧放出热量为：Q放＝mq＝0.0042kg×2×106J/kg＝8400J；则水吸收热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值为：＝60%，故B错误；C、燃料均匀放热，相同时间内放出的热量相同；由图可知，物质吸收热量时温度均匀变化，所以水吸收的热量和燃料燃烧放出的热量都与加热时间成正比，故C正确；D、由图可知，相同时间，两杯水吸收的热量相同，温度变化相同，根据Q＝cmΔt可知两杯水的质量相等，故D错误。故选：C。7．（2022•蜀山区校级三模）下列说法正确的是（）A．热机消耗的燃料越少其效率就越高 B．在搓手取暖过程中内能转化为机械能 C．内能小的物体也可以将热量传给内能大的物体 D．夏天洒水降温是利用水的比热容较大的特性【答案】C。【解答】解：A、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机消耗的燃料越少，但不确定所做有用功的多少，因此其效率不一定越高，故A错误；B、搓手取暖过程中是将机械能转化为内能，故B错误；C、热传递的条件是温度差，热量从高温物体传递给低温物体，因此内能小的物体也可以将热量传给内能大的物体，故C正确；D、夏天洒水降温是利用水蒸发吸热的原理降温，故D错误。故选：C。8．（2022•天津模拟）汽车是人们常用的交通工具，下列与汽车有关的说法正确的是（）A．汽车的轮胎上制有花纹，是为了减小汽车对地面的压强 B．给汽车提供动力的汽油机，其机械效率可以达到100% C．汽车行车记录仪的摄像头相当于凸透镜，可以成倒立的实像 D．载重汽车的车轮做得比较宽，是为了增大载重汽车对地面的压强【答案】C。【解答】解：A．汽车轮胎上制有花纹，是在压力一定的情况下，通过增大接触面的粗糙程度来增大汽车受到的摩擦力，故A错误；B．使用任何机械都不可避免要做额外功，所以机械效率不可以达到100%，故B错误；C．汽车行车记录仪的摄像头相当于凸透镜，可以成倒立的缩小实像，故C正确；D．载重汽车的车轮做得比较宽，是在压力一定的情况下，通过增大受力面积来减小载重汽车对路面的压强，故D错误。故选：C。二、填空题。9．（2022•沙坪坝区校级三模）小王在滑梯上加速下滑的过程中，她所具有的重力势能减小，动能增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）；同时，她也觉得臀部略微发烫，这是通过做功（选填“做功”或“热传递”）的方式改变物体内能。【答案】增大；做功。【解答】解：王在滑梯上加速下滑的过程中，她的质量不变，速度变大，动能增大；小王从滑梯上滑下，下滑的过程中，克服摩擦做功，使得其臀部的内能增加，故是通过做功的方式改变了内能。故答案为：增大；做功。10．（2022•平江县一模）爸爸驾驶汽车带小明去海边沙滩浴场游泳，汽车是依靠发动机（汽油机）工作时的做功冲程获得动力的。小明发现沙子烫脚，而海水却是凉凉的，这是因为水的比热容比沙子的大。【答案】做功；比热容。【解答】解：在汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是做功冲程，为汽车提供动力；因为海水的比热容比沙子的大，在相同光照下（或吸收相同热量）时，沙子的温度升得比水高，所以沙子很烫脚，而海水却是凉凉的。故答案为：做功；比热容。11．（2022•衡阳模拟）一台单缸四冲程柴油机，其效率为40%，消耗5kg的柴油放出的热量是2.15×108J，转化成的机械能是8.6×107J。若将转化成的机械能（不考虑热量损失）全部用来加热500kg初温为15℃的水，可以将水加热至56℃。[q柴油＝4.3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃），结果保留整数]【答案】2.15×108；8.6×107；56。【解答】解：5kg的柴油完全燃烧放出的热量：Q放＝m柴油q柴油＝5kg×4.3×107J/kg＝2.15×108J；根据η＝可知，消耗5kg的柴油转化成的机械能为：W＝ηQ放＝40%×2.15×108J＝8.6×107J；因为不考虑热量损失，水吸收的热量：Q吸＝W＝8.6×107J，由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度：Δt＝＝≈41℃，由Δt＝t﹣t0可知，水的末温：t＝Δt+t0＝41℃+15℃＝56℃。故答案为：2.15×108；8.6×107；56。12．（2022•黄埔区二模）已知某种汽油的热值是4.6×107J/kg，现有汽油0.02kg，完全燃烧其中的一半，汽油放出的热量是4.6×105J。若上述放出的热量使2kg的水温度升高25℃（未沸腾），则水吸收的热量为2.1×105J。剩余0.01kg的汽油热值是4.6×107J/kg，[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。如图为某汽油机工作时能量转化图，该汽油机的效率是40%。【答案】4.6×105；2.1×105；4.6×107；40%。【解答】解：（1）汽油热值4.6×107J/kg，现有汽油0.02kg，如果完全燃烧其中一半（即燃烧0.01kg）放出热量为Q放＝qm＝4.6×107J/kg×0.01kg＝4.6×105J。（2）水吸收的热量Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×25℃＝2.1×105J。（3）热值是燃料的特性，剩余汽油的热值不变，是4.6×107J/kg。（4）如图为某汽油机工作时能量转化图，总能量W总＝500J+600J+150J+250J＝1500J，该汽油机的效率η＝＝＝40%。故答案为：4.6×105；2.1×105；4.6×107；40%。三、实验探究题。13．（2021秋•阿鲁科尔沁旗期末）如图所示，小李用装有少量的煤油和酒精的两盏灯，分别给两杯相同的水加热。待煤油和酒精燃尽时，根据水温的变化比较两种燃料的热值大小。请根据小李的方案回答下列问题：（1）实验前装入灯中的煤油和酒精的质量必须相同；（2）在燃料燃尽前，如果两个烧杯中的水均已沸腾，则该实验不能（选填“能”或“不能”）达到小李的目的；（3）燃料燃尽后，甲温度计的示数比乙温度计的示数高，由此判断煤油（选填“煤油”或“酒精”）的热值大；（4）该实验也可以粗略测出燃料的热值，与标准的热值相比，该实验测得的热值偏小（选填“偏大”或“偏小”），其主要原因是：燃料不能完全燃烧并且热量有散失。【答案】（1）质量；（2）不能；（3）煤油；（4）偏小；燃料不能完全燃烧并且热量有散失。【解答】解：（1）比较两种燃料的热值大小时，需要控制两种燃料的质量相同；（2）燃料燃尽前，如果两个烧杯中的水均已沸腾，则无法根据水升高的温度来判定吸热的多少，也无法判断燃料燃烧放热的多少，所以该实验不能达到小李的目的；（3）燃料燃尽后，甲温度计的示数比乙温度计的示数高，说明甲中水吸收的热量多，即煤油燃烧放出的热量多，其热值大；（4）因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。故答案为：（1）质量；（2）不能；（3）煤油；（4）偏小；燃料不能完全燃烧并且热量有散失。14．（2021秋•三水区校级月考）比较酒精和碎纸片这两种材料的热值，小明用图甲所示的装置进行实验，图中燃烧皿、烧杯a和b、温度计均完全相同，烧杯中盛有相同质量的水。实验时，分别点燃放在两个燃烧皿中的酒精和碎纸片，通过石棉网给烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全烧尽。燃料加热前水温T/℃①加热后水温T'℃10g酒精②10g碎纸片（1）小明设计了一个记录实验数据的表格，其中①②两项内容漏写了，请你帮他补充完整。（2）在实验时，小明发现两支温度计的示数变化不明显，请你分析导致这种现象的可能原因：烧杯中水质量太大（写一条）。为了使两支温度计示数变化明显，请提出你的建议：适当减小水的质量。（3）实验时，小明记下了各个时刻a、b烧杯中水温，绘制了图乙所示的图像，若热损失相同，则可初步判断酒精的热值较大。（4）实验后，小明根据实验数据利用公式Q＝cmΔt算出了水吸收的热量，结合“10g酒精”这一数据，算出了酒精的热值，请判断小明算出的酒精热值是否可靠，并说明理由：不可靠，酒精完全燃烧放出的热量不能被水全部吸收。【答案】（1）加热后水温T'℃；10g碎纸片；（2）烧杯中水质量太大；适当减小水的质量；（3）酒精；（4）不可靠，酒精完全燃烧放出的热量不能被水全部吸收。【解答】解：（1）为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同以及两者初温相同；需要记录加热前后水的温度，用来计算水吸收的热量，故应为加热后水温T'/℃；（2）温度计的示数变化不明显，可能是因为水的质量太大，或酒精和碎纸片的质量太小（燃料放出的热量太少），则应减小水的质量或增加酒精和碎纸片的质量；（3）相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20℃，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10℃，可见酒精的热值是碎纸片的2倍，所以酒精的热值较大；（4）根据公式Q＝cm△t，酒精完全燃烧放出的热量不能被水全部吸收，故算出的酒精热值要小于真实值，根据水吸收的热量及酒精的质量求出的热值是不可靠的。故答案为：（1）加热后水温T'℃；10g碎纸片；（2）烧杯中水质量太大；适当减小水的质量；（3）酒精；（4）不可靠，酒精完全燃烧放出的热量不能被水全部吸收。四、计算