Question

20．夏天，小華發(fā)現(xiàn)爸爸將水和防凍液（主要成分是不易蒸發(fā)、密度為1.11g/cm³的乙二醇）混合后加入汽車水箱，他很不解：夏天為什么還要加防凍液？他思考后認(rèn)為，加防凍液后，混合液的比熱容和沸點都可能發(fā)生變化．
（1）小華對混合液比熱容的變化情況作了進(jìn)一步思考，覺得混合液的比熱容應(yīng)隨含水量（水在混合液中所占體積之比）的增大而增大．為此，他在圖甲裝置的兩支相同試管中分別加入體積相同、含水量不同的混合液，通過實驗進(jìn)行驗證．
①實驗中存在的問題是沒有控制質(zhì)量相等．
②糾正后，實驗通過比較溫度計示數(shù)的變化來比較不同混合液的比熱容的大�。�
（2）小華繼續(xù)探究混合液沸點與含水量的關(guān)系，測得數(shù)據(jù)如下：

含水量W/%	50	40	30	20	10	5
混合液沸點t/℃	107	110	116	124	141	160

①請在圖乙中，描點作出含水量W與混合液沸點t的關(guān)系圖線．
②混合液的含水量為15%時，沸點是130℃．
（3）混合液沸騰后冷卻，小華測出其密度，發(fā)現(xiàn)混合液的密度比混合前利用水和防凍液的質(zhì)量、體積算出的密度要大．對于混合液沸騰冷卻后密度變大的原因，他提出如下猜想：
猜想1：防凍液與水混合時總體積變小；
猜想2：混合液沸騰過程中水大量汽化．
①若猜想1正確，則混合液總體積變小的原因是分子間有間隙．
②為驗證猜想2是否正確，他設(shè)計了以下方案：將混合液加熱至沸騰，分別測出沸騰過程中不同時刻的溫度，若猜想正確，實驗時可觀察到溫度計的示數(shù)升高；混合液密度變大的原因是含水量降低，防凍液的含量增大，且防凍液的密度大于水，因而密度變大．

Answer 1

分析 （1）用相同的酒精燈加熱，即說明在相同的時間，相同的酒精燈所放出的熱量是相同的；要控制兩者的質(zhì)量相等；比較它們升高的溫度，升高的溫度高，比熱容小．
（2）描出含水量和混合液沸點的對應(yīng)點，然后用光滑的曲線連接起來；從圖象上找出含水量達(dá)到15%時，混合液的沸點．
（3）分子間有間隙；長時間使用后，混合液中的水由于汽化而減少，防凍液的含量增大，使混合液的沸點升高．根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$判斷密度的變化．

解答 解：（1）①為了比較混合液的比熱容隨含水量的變化，必須保持混合液的質(zhì)量相等，含水量不同；
②溫度計是用來測量液體的溫度．實驗中，我們控制混合液的質(zhì)量相同且吸收的熱量也相同，所以我們是通過比較溫度的變化來比較比熱容的大�。�
（2）描出（50，107）（40，110）（30，116）（20，124）（10，141）（5，160）用光滑的曲線連接各點，如圖．

由圖知當(dāng)混合液濃度為15%時，沸點為130℃；
（3）①由于分子間有間隙，所以混合液總體積變�。�
與原來相比，水箱內(nèi)的水由于汽化而減少，防凍液的含量增大，使混合液的沸點升高；
含水量降低，防凍液的含量增大，且防凍液的密度大于水，因而密度變大．
故答案為：（1）沒有控制質(zhì)量相等；比較溫度計示數(shù)的變化；（2）如圖所示：130；（3）①分子間有間隙；  ②溫度計的示數(shù)升高；   含水量降低，防凍液的含量增大，且防凍液的密度大于水，因而密度變大．

點評 對于比較不同物質(zhì)吸熱能力的大小有兩種辦法：讓質(zhì)量相同的不同物質(zhì)加熱相同的時間（用相同的加熱裝置，加熱時間就表示了吸收熱量的多少），看溫度的變化值，溫度變化值大的物質(zhì)吸熱能力弱；將質(zhì)量相同的不同物質(zhì)加熱到相同的溫度，比較加熱時間的不同，加熱時間長的物質(zhì)吸熱能力強(qiáng)．