Question

20．在“觀察水的沸騰”實驗中：
（1）如圖1所示，是小明同學用溫度計測小燒杯中水的初溫時的操作圖．A是操作過程，B是讀數(shù)過程，C是讀取的溫度．
①A圖中操作的錯誤是溫度計的玻璃泡接觸杯底；
②B圖中讀數(shù)的錯誤是溫度計的液泡沒有全部浸沒在水中，且視線斜視；
③若操作正確無誤，根據(jù)C圖可知此時燒杯中水的實際溫度是48℃．
（2）小華使用的實驗裝置如圖2甲所示，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的“溫度-時間”圖象如圖2乙所示．實驗中所用的溫度計是利用液體的熱脹冷縮的性質制成的；測量工具除溫度計外，還需要秒表小華在組裝裝置甲時，要分別調節(jié)鐵圈M、N的高度，其中首先調節(jié)的是鐵圈N的高度（選填M\N）；實驗中要觀察水中溫度、氣泡的變化；

（3）信息提示：液體的沸點與其表面的氣壓有關，液體表面的氣壓越大，液體的沸點越高．由圖2乙可知實驗測得水的沸點是97℃，說明此時實驗室中的大氣壓小于（選填\小于\大于\等于）1標準大氣壓．水在沸騰的過程中，吸 熱，溫度將不變（選填\升高\降低\不變）；
（4）實驗中看到“白氣”不斷從燒杯中冒出，這些“白氣”的狀態(tài)是液態(tài)（選填固態(tài)\液態(tài)\氣態(tài)），產(chǎn)生“白氣”的過程需放熱；
（5）另外兩同學也選用相同的裝置做該實驗，他們繪制的沸騰圖象如圖2丙所示，問a、b圖象不同的原因是水的質量不同；在實驗中發(fā)現(xiàn)了如圖3的A、B的兩種情形，其中圖A是水在沸騰時的情況；
（6）實驗結束后，同學們相互交流時，有的小組覺得把水加熱到沸騰的時間過長，請你說出一條縮短加熱時間的方法：用溫水加熱或給燒杯加蓋或適當減少水的質量．

Answer 1

分析 （1）此題溫度計的示數(shù)在量程的范圍內(nèi)，且分度值為1℃，可根據(jù)這兩點讀出此溫度計的示數(shù)．還要掌握溫度計的正確使用方法．
（2）掌握液體溫度計的制作原理：液體的熱脹冷縮的性質；
探究水沸騰實驗需要記錄不同時間內(nèi)水的溫度變化情況，從器材上看還少記錄時間的工具秒表；實驗時，需用酒精燈的外焰加熱，所以要調整好鐵圈的高度，然后根據(jù)溫度計的使用規(guī)則固定好其位置；
（3）要掌握沸點的概念，知道液體沸騰時溫度叫做沸點．同時要掌握沸點與氣壓之間的關系，知道氣壓越高，沸點越高，氣壓越低，沸點越低；掌握液體沸騰時的特點：吸熱，但溫度保持不變；
（4）物質由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程叫液化，液化放熱；
（5）同樣的裝置，得出不同的圖象，可以考慮水的多少是不同的；
沸騰時和沸騰前的現(xiàn)象：沸騰時氣泡上升過程中體積不斷增大，沸騰前氣泡在上升過程中體積減小；
（6）掌握減小加熱時間的方法：適當減少水量；適當提高水的初溫；給燒杯加蓋．

解答 解：（1）①從A圖看，溫度計的液泡碰到燒杯的底部了，這樣測量結果不準確．
②讀數(shù)時，溫度計的液泡沒有全部浸沒在水中，且視線斜視；
③溫度計的分度值為1℃，所以示數(shù)為48℃．
（2）實驗中所用溫度計是根據(jù)液體熱脹冷縮的性質制成的；
由于實驗中，需要記錄不同時間的水溫，繪制溫度-時間圖象，所以還應添加秒表；
在實驗中需要用酒精燈的外焰加熱，所以應先確定鐵圈N的高度；
“觀察水的沸騰”實驗目的有兩個；①研究水沸騰時溫度變化；②觀察水沸騰前后的現(xiàn)象；開始時，水還沒有沸騰，上部的溫度低，氣泡遇冷收縮；當水沸騰后，全部的水都升至100℃，蒸氣泡上升過程中，所受外部壓強減小，所以逐漸變大，所以要觀察溫度和氣泡的變化情況；
（3）由圖知，當水的溫度達到97℃時，溫度不再變化，說明此時是水的沸騰過程，沸點是97℃；
沸點低于標準大氣壓下的沸點，所以實驗室中的大氣壓小于1標準大氣壓；水在沸騰過程中，要不斷吸熱，但溫度保持不變；
（4）“白氣”是液態(tài)小水滴，是高溫水蒸氣遇冷液化形成的，物質液化過程中放出熱量；
（5）觀察圖丙中的圖象可知，a升溫快、b升溫慢，在裝置相同的情況下，產(chǎn)生這種差異的原因只能說明兩次實驗中水的質量不同，b組水的質量大于a組水的質量；
A圖氣泡在上升過程中體積不斷變大，所以A是沸騰時的情況；B圖氣泡在上升過程中體積不斷減小，所以B是沸騰前的情況
（6）為了減少加熱所用時間，除了適當減少水量，還可以給燒杯加蓋，減少熱量的損失或適當提高水溫．
故答案為：（1）溫度計的玻璃泡接觸杯底；溫度計的液泡沒有全部浸沒在水中，且視線斜視；48；
（2）液體的熱脹冷縮；秒表；N；溫度、氣泡；
（3）97；小于；吸；不變；
（4）液態(tài)；放；
（5）水的質量不同；A；
（6）加蓋或溫水或少水．

點評 此題探究的是水沸騰時出現(xiàn)的一些較難理解的知識要點，對解決學生實驗中的疑惑起到較好的指導作用；讀懂題意，理論結合實驗現(xiàn)象靈活變通是解決此類問題的關鍵．