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实验 02 比较不同燃料的热值大小
1．【实验目的】
探究得出不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立热值的概念
2．【实验器材】
（1）天平：测量物体（水和燃料）质量。
（2）两支相同的温度计：测水的温度。
（3）两支相同的搅拌器：使水受热均匀。
（4）两种热源：酒精、碎纸片。
（5）两个相同的烧杯、铁架台、铁圈、燃具等。
3. 【器材安装顺序】 自下而上。
4. 【实验步骤】
（1）按照上图组装好实验器材。
（2）用天平测量出等质量的水，将其分别倒入两个烧杯中；再用天平测量出 10g酒精和 10g
碎纸片，将其分别放入两个燃烧皿中点燃。
（3）使酒精和碎纸片完全燃烧，记录加热前后两支温度计的示数。加热时，上下反复缓
慢地提拉搅拌器。
（4）待装置冷却后，整理好实验器材。
5. 【实验表格】
温度 加热前的 燃料燃烧尽 水温的
燃料 水温/℃ 后的水温/℃ 变化/℃
10g 酒精
10g 碎纸片
相同质量的酒精与碎纸片燃烧后，酒精比碎纸片放出的热量多。
6．【实验结论】
质量相等的不同燃料，完全燃烧所放出的热量不相同。
7．【注意事项】
（1）必须控制酒精和碎纸片的质量相等、烧杯中水的质量要相同。
（2）实验装置和实验环境温度要相同。
（3）温度计的玻璃泡不能碰到容器底、容器壁和电加热器。
1.实验方法：
（1）控制变量法：
①酒精和碎纸片的质量要相同；
②两个燃烧皿和烧杯要相同；
③烧杯中水的质量要相同；
④两个实验装置所处的环境温度要相同。
（2）转换法：燃料充分燃烧放出热量的多少是由水升高的温度来反映。
2.燃料的热值：
（1）燃烧是一种化学变化，把化学能转变成内能；
（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成
内能的本领大小。
（3）热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均
无关。
【典例 1】科科同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和花生油热
值的大小关系，他组装了如图所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量相等的水。
（1）请对该实验的可行性进行评估。
（2）同桌小明同学认为实验中，两杯水的质量一定要相同，但两杯水的初温不一定有
相同。请你分析小明的观点是否正确？
【典例 2】小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热会被水吸收，而水的比
热容已知，自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的
装置进行实验，记录结果见表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)在组装器材时，你认为合理的安装顺序是______(选填“由下而上”或“由上而下”)；
(2)为了保证实验结论的客观性，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：
______、______相同；
(3)分析数据得出结论：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______；
(4)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实
验仪器是______。利用此实验方法计算出的热值将比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)，
可能的理由是______(写出一点即可)。
【对点 1】 如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温
都相同。
（1）为了得到相同质量的水和煤油，需要的测量工具是 ___________。
（2）为了比较水和煤油的吸热本领的大小，应该选择图 ___________进行实验。实验时要
用相同的热源对它们加热，通过比较 ___________来判断它们吸热的多少。根据实验数据，
小东作出了水和煤油的温度随加热时间的变化图像（如图丁），由图可知，杯中的水和煤油
升高相同的温度时，吸收的热量 ___________（选填“相同”或“不相同”），实验表明，
___________（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。
（3）为了比较酒精和煤油的热值，完全燃烧等质量的燃料后，通过比较水升高的温度来判
断燃料放出热量的多少；放出的热量越多，说明此燃料的热值越 ___________。
【对点 2】为比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实
验，实验装置完全相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。
（1）组装实验装置时，装置的安装顺序为___________（选填“从上到下”或“从下到上”），
用石棉网垫在烧杯下加热的目的是___________；
（2）实验中应该控制烧杯内水的初温、质量相同，还应控制燃料的___________相同，燃料
燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。燃料 1 燃烧 5min 放出的热量
___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）燃料 2 燃烧 15min 放出的热量；
（3）假设燃料完全燃烧，则燃料 1 与燃料 2 的热值之比为___________。
1．（2023 江苏连云港）如图所示，在估测薯片热值的实验中，小军设计了两种对水加热
的方式：
方式一：薯片在烧杯中燃烧；
方式二：薯片在燃烧皿中燃烧。
（1）两种加热方式中合理的是______；在进行实验时，要让薯片充分燃烧，操作是______；
（2）用天平量取 100g 水，并测出一片薯片的质量，用以上选取的方式燃尽薯片，并用温度
计测出水升高的温度，所测出的薯片热值偏______，原因是______。
2.（2023 湖南改编）如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g ，
烧杯内液体的质量都相同。
（1）比较不同燃料的热值应选择______两个装置，比较不同物质的比热容应选择______两
个装置（选填装置序号甲、乙、丙），选择的理由是我们物理中研究问题常用到的一种方法
是______法。
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计______比较燃料燃烧放出热量的
多少，这种研究问题的方法做______法。
（3）若甲图烧杯中为500g 的水，10g 酒精完全燃烧温度计示数升高了 20℃，水吸收的热
量是 4.2 104 J ，如果认为酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，由酒精的热值是
______J/kg，算出的热值比标准值______。（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）。实验 02 比较不同燃料的热值大小
1．【实验目的】
探究得出不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立热值的概念
2．【实验器材】
（1）天平：测量物体（水和燃料）质量。
（2）两支相同的温度计：测水的温度。
（3）两支相同的搅拌器：使水受热均匀。
（4）两种热源：酒精、碎纸片。
（5）两个相同的烧杯、铁架台、铁圈、燃具等。
3. 【器材安装顺序】 自下而上。
4. 【实验步骤】
（1）按照上图组装好实验器材。
（2）用天平测量出等质量的水，将其分别倒入两个烧杯中；再用天平测量出 10g酒精和 10g
碎纸片，将其分别放入两个燃烧皿中点燃。
（3）使酒精和碎纸片完全燃烧，记录加热前后两支温度计的示数。加热时，上下反复缓
慢地提拉搅拌器。
（4）待装置冷却后，整理好实验器材。
5. 【实验表格】
温度 加热前的 燃料燃烧尽 水温的
燃料 水温/℃ 后的水温/℃ 变化/℃
10g 酒精
10g 碎纸片
相同质量的酒精与碎纸片燃烧后，酒精比碎纸片放出的热量多。
6．【实验结论】
质量相等的不同燃料，完全燃烧所放出的热量不相同。
7．【注意事项】
（1）必须控制酒精和碎纸片的质量相等、烧杯中水的质量要相同。
（2）实验装置和实验环境温度要相同。
（3）温度计的玻璃泡不能碰到容器底、容器壁和电加热器。
1.实验方法：
（1）控制变量法：
①酒精和碎纸片的质量要相同；
②两个燃烧皿和烧杯要相同；
③烧杯中水的质量要相同；
④两个实验装置所处的环境温度要相同。
（2）转换法：燃料充分燃烧放出热量的多少是由水升高的温度来反映。
2.燃料的热值：
（1）燃烧是一种化学变化，把化学能转变成内能；
（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成
内能的本领大小。
（3）热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均
无关。
【典例 1】科科同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和花生油热
值的大小关系，他组装了如图所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量相等的水。
（1）请对该实验的可行性进行评估。
（2）同桌小明同学认为实验中，两杯水的质量一定要相同，但两杯水的初温不一定有
相同。请你分析小明的观点是否正确？
【答案】（1）用该装置可以探究煤油和花生油热值的大小关系。
（2）不正确。
【解析】（1）实验中当燃料燃尽后，烧杯中水的温度升高的多，表明燃料燃烧产生的
热量多，所以其热值大。实验中需要控制两个烧杯中水的质量和初温都要相等；煤油和花生
油的质量相同。
（2）不正确。因为两杯水的初温不相同，水的蒸发快慢以及水与周围环境的温度差都
不相同，两杯水散热就不相同，就可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、
水温变化小的情况。
【典例 2】小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热会被水吸收，而水的比
热容已知，自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的
装置进行实验，记录结果见表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)在组装器材时，你认为合理的安装顺序是______(选填“由下而上”或“由上而下”)；
(2)为了保证实验结论的客观性，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：
______、______相同；
(3)分析数据得出结论：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______；
(4)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实
验仪器是______。利用此实验方法计算出的热值将比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)，
可能的理由是______(写出一点即可)。
答案：(1)由下而上
(2)煤油和菜籽油的质量相同；两杯水的质量和初温
(3)煤油
(4)天平；偏小；燃料不能完全燃烧
解析：(1)为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，
应按照由下而上的顺序组装器材。
(2)根据控制变量法，实验是为了探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，故需要控制煤油和
菜籽油的质量相同，即控制两种燃料的质量相同；也需要控制两杯水的质量和初温也相同，
相同质量和初温的水升高的温度越高，说明此杯水吸收的热量越多。
(3)分析表格数据可知，相同质量的燃料燃尽后甲实验杯中水的温度升高得多，说明甲实验
中燃料燃尽产生的热量更多，即煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大。
(4)要比较煤油和菜籽油的热值，需要燃烧相同质量的煤油和菜籽油，故需要用天平来称量。
由于燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热量一部分会散失到空气中，又或被烧杯等实
验装置吸收了部分热量，使Q 大于Q吸，所以依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏放
小些。
【对点 1】 如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温
都相同。
（1）为了得到相同质量的水和煤油，需要的测量工具是 ___________。
（2）为了比较水和煤油的吸热本领的大小，应该选择图 ___________进行实验。实验时要
用相同的热源对它们加热，通过比较 ___________来判断它们吸热的多少。根据实验数据，
小东作出了水和煤油的温度随加热时间的变化图像（如图丁），由图可知，杯中的水和煤油
升高相同的温度时，吸收的热量 ___________（选填“相同”或“不相同”），实验表明，
___________（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。
（3）为了比较酒精和煤油的热值，完全燃烧等质量的燃料后，通过比较水升高的温度来判
断燃料放出热量的多少；放出的热量越多，说明此燃料的热值越 ___________。
答案：（1）天平（2）乙、丙；加热时间；不相同；水（3）大
解析：（1）在物理实验室中，天平是测量质量的工具，所以为了得到相同质量的水和煤油，
需要的测量工具是天平。
（2）为了比较水和煤油的吸热本领的大小，应该改变被加热的物质种类，并保证其它因素
相同，因此选择乙和丙进行实验。
热源加热时间越长，热源放出热量越多，水或煤油吸收热量越多，所以在这个实验中可以通
过加热时间来反映水或煤油吸收热量的多少。
由丁图可知，杯中相同质量的水和煤油升高相同的温度时，加热水所用时间长，说明水比煤
油吸收的热量多，因此水和煤油吸收热量不相同。
由丁图可知，杯中相同质量的水和煤油升高相同的温度时，水吸收的热量多，根据公式
c Q= 可知水的比热容大，所以水吸热本领强。
mDt
Q
（3）根据公式 q = 放 可知，相同质量的不同燃料，完全燃烧时放出热量越多，该燃料的
m
热值越大。
【对点 2】为比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实
验，实验装置完全相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。
（1）组装实验装置时，装置的安装顺序为___________（选填“从上到下”或“从下到上”），
用石棉网垫在烧杯下加热的目的是___________；
（2）实验中应该控制烧杯内水的初温、质量相同，还应控制燃料的___________相同，燃料
燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。燃料 1 燃烧 5min 放出的热量
___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）燃料 2 燃烧 15min 放出的热量；
（3）假设燃料完全燃烧，则燃料 1 与燃料 2 的热值之比为___________。
答案：（1）从下到上；使物质受热均匀
（2）质量；大于
（3）4：3
解析：（1）实验室需要用火焰的外焰加热，首先要确定下面的铁架台的位置，所以装置的
安装顺序是由下往上。
实验时需要液体受热均匀，石棉网的作用是使烧杯底部受热均匀。
（2）在比较不同燃料燃烧放热能力的实验中，还应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较别
加热物质温度计的示数变化来比较燃料燃烧放出热量的多少。
读图丙可知，燃料燃烧完时，燃料 1 燃烧了 5min，燃料 2 燃烧了 15min，则可知甲图中水
升温更多，说明燃料 1 放出的热量大于燃料 2 放出的热量。
（3）实验中忽略热量的散失，且两杯水的质量、比热容均相同，则由公式Q = cmDt 可得，
Q1 cmDt1 Dt1 100℃- 20℃ 4
放出的热量之比 = = = =Q2 cmDt2 Dt2 80℃- 20℃ 3
Q1
Q q= qm 1 2 1 = m
Q
= 1
4
由公式 可得，燃料 与燃料 的热值之比 Q =q2 2 Q2 3
m
1．（2023 江苏连云港）如图所示，在估测薯片热值的实验中，小军设计了两种对水加热
的方式：
方式一：薯片在烧杯中燃烧；
方式二：薯片在燃烧皿中燃烧。
（1）两种加热方式中合理的是______；在进行实验时，要让薯片充分燃烧，操作是______；
（2）用天平量取 100g 水，并测出一片薯片的质量，用以上选取的方式燃尽薯片，并用温度
计测出水升高的温度，所测出的薯片热值偏______，原因是______。
【答案】（1）方式二；把薯片碾碎
（2）小；薯片燃烧放出的热量没有被水全部吸收
2.（2023 湖南改编）如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g ，
烧杯内液体的质量都相同。
（1）比较不同燃料的热值应选择______两个装置，比较不同物质的比热容应选择______两
个装置（选填装置序号甲、乙、丙），选择的理由是我们物理中研究问题常用到的一种方法
是______法。
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计______比较燃料燃烧放出热量的
多少，这种研究问题的方法做______法。
（3）若甲图烧杯中为500g 的水，10g 酒精完全燃烧温度计示数升高了 20℃，水吸收的热
量是 4.2 104 J ，如果认为酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，由酒精的热值是
______J/kg，算出的热值比标准值______。（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）。
答案：（1）甲乙；甲丙；控制变量
（2）示数的变化；转换
（3） 4.2 106 ；偏小
解析：（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通
过温度计的示数的变化得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲乙两图进行实验；为了
比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变
化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲丙两图进行实验，
这用到了控制变量法。
（2）燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反应，这用到了转换法。
（3 Q = 4.2 104）由题意知水吸收的热量 吸 J
如果认为若酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，即Q = Q吸 = 4.2 10
4 J
放
4
Q = mq Qq 放 4.2 10 J根据 放 知酒精的热值 = = = 4.2 106 J / kg酒精 m 0.01kg
因为加热时有热量的散失以及燃料不完全燃烧，会使得测量的热值偏小。

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