解读热值

杜超

一、对热值定义的解读

热值定义：单位质量（单位体积）的某种固体（气体）燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料的热值，符号是q，单位是焦耳每千克（焦耳每立方米），符号是J/kg（J/m3）.

1.燃料：什么样的物质可以称为燃料呢？

燃料是指在燃烧时能够提供能量的物质.从能量转换的角度来分析燃料在燃烧过程中是将化学能转化为内能.

在日常生活中习惯将燃料分为固体燃料（如煤、木柴、干草等）、液体燃料（汽油、煤油、酒精等）、气体燃料（氢气、天然气、石油气等）.

2.完全燃烧——就是燃料全部烧尽的意思，即燃料的燃烧必须与充足的氧气发生完全氧化反应.

思考 质量相等的木材一个只烧了一半一个完全燃烧尽，燃烧时放出的热量相不相同？这说明什么？（不同，说明燃料燃烧时放出的热量跟燃料是否完全燃烧有关）

3.热量：物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量.用符号Q表示，热量的单位与能量的单位相同，也是焦耳（J）.

4.热值：是用来表示燃料完全燃烧时放热本领大小的物理量.

例如，无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示的物理意义1kg的无烟煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J.

5.燃料完全燃烧时放出的热量：我们可以通过Q=mq（或Q=Vq）来计算.

对公式的理解：

（1）公式计算的是燃料完全燃烧时放出的热量.

（2）式中m必须用kg为单位，V必须用m3为单位.

（3）热值q与燃料质量和放热的多少、是否完全燃烧等都没有关系，只与物质的种类有关.它是反映燃料优劣的物理属性.

二、对“质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的解读

用天平取等质量的碎纸片和酒精（10g）将其分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水（200g）加热，直至酒精和碎纸片完全燃烧，记录下温度计示数的变化量.实验如图甲、乙所示.

（1）首先要明白该实验中是通过温度计示数的变化量来判断燃料放出热量的多少.如果忽略能量损失，就认为燃料放出的能量完全被水吸收，那么水吸收的热量就可以表示为：Q吸=cmΔt，又因为水的质量和比热容都是相同的，所以根据Δt就可以判断水吸收热量的多少从而可以知道燃料放出的热量.

（2）在实验过程中没有能量损失是不可能的，在这里能量损失主要是指散失到空气中一部分，烧杯和铁架台也要吸收一部分.这样一来燃料放出的热量就不能被水完全吸收，如果在根据Q吸

=cmΔt来计算Q吸就会偏小，若再根据q=Q放/m计算出来的热值就会偏小，所以要明白通过该实验计算出来的热值是偏小的.

（3）这个实验还要注意的就是有很多物理量和工具必须控制相同，比如水的质量要相同，燃料的质量要相同，烧杯、铁架台等工具也要相同，这样这个实验才有可比性.

三、热值的运用

例 下表是一些燃料的热值（单位为J/kg）：

观察热值表，你知道火箭中为什么用氢作燃料了吧？