Question

3．王明同學在做“水的沸騰”實驗時，用酒精燈給燒杯中的冷水均勻加熱時，看見溫度的示數漸漸上升．他突然想到這樣一個問題，在水沸騰前，溫度計示數上升速度是否是均勻的呢？由此他提出了下列幾種猜想：
猜想1：溫度計示數上升速度先快后慢；
猜想2：溫度計示數上升速度先慢后快；
猜想3：溫度計示數上升速度先慢后快再慢；
猜想4：溫度計示數上升速度是均勻的．
（1）如上圖甲，他在操作過程中有何不妥之處溫度計的玻璃泡靠到了杯底；
（2）根據甲圖中氣泡變化情況可以推知此時水正在沸騰（填“正在”、“將要”）．
（3）他糾正錯誤后認真進行了實驗，并根據實驗數據，并作出了如乙圖所示的溫度隨時間變化的圖象，由此驗證了猜想3，你認為產生這種現(xiàn)象的原因是D．
A．整個過程酒精燈火焰忽大忽小，放熱不均勻
B．可能開始加熱時有紙蓋減少了熱量的損失；
C．水開始汽化較慢，帶走的熱量少；
D．開始要加熱石棉網和燒杯，后來水溫較高時散熱變快
（4）若王明同學做此實驗時，發(fā)現(xiàn)無論加熱多長時間，水始終都不能沸騰，你認為原因可能是沒有用外焰加熱（寫出一條即可）．
（5）為了縮短實驗時間可以采取的方法有提高水的初溫（寫出一條即可）．

Answer 1

分析 （1）溫度計在使用時一定不能把溫度計玻璃泡觸燒杯底部或燒杯壁；
（2）水沸騰前和沸騰時都會從水底冒出氣泡，但一種緩慢、一種劇烈，且在溫度和形態(tài)變化上也有不同；
（3）一開始加熱，水的溫度上升的比較快，隨著時間的延長，溫度上升的越來越緩慢，到達沸點后，溫度保持不變；
（4）發(fā)現(xiàn)無論加熱多長時間，水始終都不能沸騰，可能是火力不足，可能是環(huán)境溫度太低，可能是散熱面積太大等；
（5）要解決此題，首先要知道加熱時間與水的多少、是否給燒杯加蓋、水的初溫有關．水的量越少、水的初溫越高，達到沸點所吸收的熱量越少，所以加熱時間越少．同時給燒杯加蓋，可以減少熱量的損失，縮短加熱時間．

解答 解：（1）測量液體溫度時，溫度計玻璃泡不能碰到燒杯底部或燒杯壁，故據圖可知，此時的不妥之處是溫度計的玻璃泡靠到了杯底；
（2）水在沸騰時，各處水溫都達到沸點，水在各個部位同時汽化，因此大量氣泡會在上升過程中逐漸得到補充，加之越往水面液體的壓強越小，因此氣泡會越變越大，由圖可知，此時是水沸騰時的情況．
（3）溫度計示數上升速度先慢后快再慢，原因是開始要加熱石棉網和燒杯，所以水溫上升較慢，然后水溫上升加快；而水溫較高時，由于水溫和環(huán)境溫度相差較大，散熱較快，同時水的汽化速度較快，汽化需要吸熱，所以水溫上升又放慢，故實驗驗證了猜想3，原因如D所述．
（4）發(fā)現(xiàn)無論加熱多長時間，水始終都不能沸騰，可能是火力不足，即可能是由于沒有用外焰加熱，可能是環(huán)境溫度太低，可能是散熱面積太大等；
（5）從造成加熱時間過長的原因入手可以知道，減少加熱時間可以采取：減少水的質量、提高水的初溫、加蓋、調大酒精燈的火焰等方法．
故答案為：（1）溫度計的玻璃泡靠到了杯底； （2）正在；（3）3；D；（4）沒有用外焰加熱；（5）提高水的初溫；

點評 此題是觀察水的沸騰實驗，實驗中要用溫度計測量溫度，所以考查了溫度計的使用．一定要掌握溫度計的使用規(guī)則，正確使用，在讀數時，要注意溫度計的分度值．同時考查了沸點和氣壓之間的關系．