Question

4．小紅同學(xué)在做“探究水沸騰時(shí)溫度變化特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中：

類(lèi)型	凝固點(diǎn)	沸點(diǎn)
水銀	-39℃	357℃
酒精	-117℃	78℃

（1）參考表格數(shù)據(jù)，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用水銀溫度計(jì)．（選填“水銀”或“酒精”）
（2）小紅的操作如圖甲所示，請(qǐng)指出其中一個(gè)錯(cuò)誤之處：讀數(shù)時(shí)視線(xiàn)未跟液柱面相平（或“溫度計(jì)玻璃泡觸底”、“酒精燈外焰未正對(duì)杯底”．
（3）小紅糾正所用錯(cuò)誤后，在水溫到達(dá)89℃時(shí)開(kāi)始每隔2分鐘做一次溫度記錄，并描繪出如圖乙所示的圖象，根據(jù)圖象可知水沸騰時(shí)的溫度為99℃，可能是此時(shí)該地大氣壓小于（選填“大于”、“小于”或“等于”）1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓．
（4）若燒杯中水的質(zhì)量為0.5kg，則從開(kāi)始計(jì)時(shí)起加熱10min，水所吸收的熱量為2.1×10⁴J．[已知C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（5）小紅覺(jué)得從開(kāi)始加熱到沸騰的時(shí)間偏長(zhǎng)，請(qǐng)你給她提出一個(gè)改進(jìn)的措施：減少水的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）液體溫度計(jì)的原理是：液體的熱脹冷縮性質(zhì)．這就要求溫度計(jì)中的液體不能凝固，不能沸騰．
（2）使用溫度計(jì)測(cè)量液體溫度時(shí)，溫度計(jì)的玻璃泡要與液體充分接觸，不能接觸容器底或容器壁；
溫度計(jì)讀數(shù)時(shí)，視線(xiàn)應(yīng)與液柱的上表面相平，先確定是零上還是零下，認(rèn)清分度值，再讀數(shù)；
（3）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃．沸點(diǎn)跟氣壓有關(guān)，氣壓越高，沸點(diǎn)越高；
（4）從圖象中得出水的初溫和末溫，根據(jù)公式Q=cm△t計(jì)算出水吸收的熱量．
（5）為了縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，可以適當(dāng)減少水的質(zhì)量、適當(dāng)提高水的初始溫度、加大酒精燈的火焰、給燒杯加蓋子等．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)所選用的溫度計(jì)要測(cè)量沸水的溫度，而1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，沸水的溫度為100℃，酒精的沸點(diǎn)是78℃，故選水銀溫度計(jì)．
（2）由于溫度計(jì)讀數(shù)時(shí)，視線(xiàn)應(yīng)與液柱上表面相平，從圖中可以看出，此同學(xué)讀數(shù)時(shí)視線(xiàn)沒(méi)有與液柱上表面相平；同時(shí)溫度計(jì)的玻璃泡碰到了燒杯底部；沒(méi)有用酒精燈外延對(duì)燒杯加熱；
（3）如圖，水在沸騰過(guò)程中，不斷吸收熱量，溫度保持99℃不變，所以水的沸點(diǎn)是99℃．
一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，沸點(diǎn)跟氣壓有關(guān)，氣壓越低，沸點(diǎn)越低，所以此時(shí)大氣壓小于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓．
（4）由圖象知，水的初溫為89℃，末溫為99℃，
所以水吸收的熱量為：
Q=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×（99℃-89℃）
=2.1×10⁴J．
（5）為了節(jié)省時(shí)間，可以適當(dāng)減少水的質(zhì)量、適當(dāng)提高水的初始溫度、加大酒精燈的火焰、給燒杯加蓋子等．
故答案為：（1）水銀；（2）讀數(shù)時(shí)視線(xiàn)未跟液柱面相平（或“溫度計(jì)玻璃泡觸底”、“酒精燈外焰未正對(duì)杯底”；（3）99；小于；（4）2.1×10⁴；（5）減少水的質(zhì)量．

點(diǎn)評(píng) 此題是“探究水沸騰時(shí)溫度變化特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)，考查了學(xué)生對(duì)溫度計(jì)的使用及讀數(shù)，水沸騰特點(diǎn)及沸點(diǎn)的概念，同時(shí)考查了影響沸點(diǎn)的因素、有關(guān)熱量的計(jì)算及影響加熱時(shí)間的因素．從圖象中提取有關(guān)信息是解決此題的關(guān)鍵．