趙曉龍
[真題呈現(xiàn)]
(2021·遼寧·沈陽(yáng))如圖1所示,在“探究水沸騰時(shí)溫度變化的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中,小明利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),用酒精燈給水加熱至沸騰。當(dāng)水溫達(dá)到90 ℃時(shí),開始每隔0.5 min記錄一次數(shù)據(jù),繪制了如圖乙所示的圖象。
[(1)]加熱到第[8 min]時(shí),看到在水中形成大量的氣泡,氣泡在上升過(guò)程中逐漸變_________,說(shuō)明水開始沸騰。
(2)由圖乙可知,水的沸點(diǎn)是_________℃。
(3)加熱到第[12 min]時(shí),撤掉了酒精燈,發(fā)現(xiàn)水停止沸騰。這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明液體沸騰時(shí)需要_________熱。
(4)小麗覺(jué)得小明的實(shí)驗(yàn)過(guò)程從開始加熱到沸騰前所用時(shí)間太長(zhǎng),她利用原有器材,并增加了一個(gè)無(wú)孔的硬紙板蓋在燒杯上,如圖丙所示,重新做實(shí)驗(yàn)后,實(shí)驗(yàn)時(shí)間縮短了,但測(cè)得水的沸點(diǎn)是102 ℃,經(jīng)分析是因?yàn)闊瓋?nèi)水面上方的氣壓_________(選填“增大”“減小”或“不變”),導(dǎo)致水的沸點(diǎn)升高。
解析:[(1)]水的沸騰是一種劇烈的汽化現(xiàn)象,這時(shí)形成的大量氣泡不斷上升、變大,到水面破裂開來(lái),里面的水蒸氣散發(fā)到空氣中。(2)由圖象可知,水溫升高到[100] ℃后就不再上升,說(shuō)明水的沸點(diǎn)是100 ℃,此后水繼續(xù)吸熱溫度保持不變。(3)液體的沸騰條件是:①溫度達(dá)到沸點(diǎn);②繼續(xù)吸熱。(4)增加了一個(gè)無(wú)孔的硬紙板蓋在燒杯上,燒杯內(nèi)水面上方的氣壓增大,水的沸點(diǎn)升高,測(cè)得水的沸點(diǎn)是102 ℃。
答案:(1)大 (2)[100](3)吸 (4)增大
[歸納提升]
1.實(shí)驗(yàn)裝置的安裝順序:自下而上。(1)固定酒精燈,確保用酒精燈外焰加熱。(2)固定溫度計(jì),使溫度計(jì)的玻璃泡完全浸沒(méi)在水中,且不觸碰容器底或容器壁。
2.硬紙板的作用:防止熱量散失,縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間。
3.硬紙板上兩個(gè)小孔的作用:中心的小孔用于固定溫度計(jì);另一個(gè)小孔用于平衡內(nèi)外氣壓,使水面上方氣壓與外界氣壓相同。
4.水中氣泡的特點(diǎn):(1)沸騰前氣泡較少,且上小下大(沸騰前,越靠近水面,水溫越低,氣泡上升時(shí)水蒸氣遇冷液化,氣泡變?。?;(2)沸騰時(shí)氣泡較多,且上大下?。ǚ序v時(shí),整杯水溫度相同,氣泡上升時(shí),深度減小,水對(duì)氣泡的壓強(qiáng)減小,氣泡變大)。
5.縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間的方法:減少水的質(zhì)量;提高水的初溫;給燒杯加蓋硬紙板;等等。
6.撤走酒精燈,水沒(méi)有立即停止沸騰的原因:石棉網(wǎng)或燒杯底的溫度仍然高于水的沸點(diǎn),水可以繼續(xù)吸熱。
[拓展應(yīng)用]
用如圖2所示的裝置“探究水沸騰時(shí)溫度變化的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)。
(1)請(qǐng)指出圖甲裝置的錯(cuò)誤之處__________________。
(2)改正錯(cuò)誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),某時(shí)刻溫度計(jì)示數(shù)如圖乙,此時(shí)水的溫度為_________℃。
(3)由圖象可知水沸騰時(shí)的溫度特點(diǎn)是____________________________________。移開酒精燈,水不能繼續(xù)沸騰,可見(jiàn)沸騰過(guò)程需要_________。
(4)通過(guò)降溫也能使熱水沸騰。如圖丁所示,將剛停止沸騰的水裝入燒瓶,迅速塞上瓶塞并倒置,然后向瓶底澆冷水,發(fā)現(xiàn)水會(huì)重新沸騰起來(lái),原因是__________________。
(5)好學(xué)的小明想到上課時(shí)老師講過(guò)可以利用水浴法加熱物體,于是組裝了如圖戊所示的裝置,用燒杯中的液體A對(duì)試管中的液體B進(jìn)行加熱。如果小明想加熱至最后讓兩種液體都能沸騰,你認(rèn)為A、B兩種液體需要滿足的條件是__________________。
答案:(1)溫度計(jì)玻璃泡觸碰燒杯壁 (2)[92](3)吸熱,溫度保持不變 吸熱 (4)向瓶底澆冷水時(shí),瓶?jī)?nèi)氣體溫度突然降低,瓶?jī)?nèi)水蒸氣遇冷液化,瓶?jī)?nèi)液面上方氣壓減小,導(dǎo)致水的沸點(diǎn)降低,所以水重新沸騰起來(lái) (5)B液體的沸點(diǎn)低于A液體的沸點(diǎn)
(作者單位:沈陽(yáng)市南昌初級(jí)中學(xué))