Question

12．甲同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證“100℃的水蒸氣變成100℃的水時(shí)，要放出熱量”．（實(shí)驗(yàn)中的熱損失及熱脹冷縮對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響忽略不計(jì)） 
①將一定質(zhì)量溫度為t₁的冷水裝入一個(gè)雙層玻璃真空保溫杯中，液面如圖甲所示位置．標(biāo)記為A；
②向杯中插入導(dǎo)管，將100℃的水蒸氣通入保溫杯的冷水中（水蒸氣全部被吸收），發(fā)現(xiàn)杯中水面明顯上升；
③一段時(shí)間后，停止通入水蒸氣，移出導(dǎo)管后，杯中液面位置如圖乙所示，標(biāo)記為B，再測(cè)出此時(shí)杯中水的溫
度為t₂，比較發(fā)現(xiàn)t₂高于t₁．
（1）該同學(xué)認(rèn)為t₂高于t₁的原因是水蒸氣液化放熱．所以結(jié)論是正確的；
（2）乙同學(xué)卻認(rèn)為以上的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的不合理，他認(rèn)為：100℃的水蒸氣變成100℃的水時(shí)，如果不放出熱量，也會(huì)出現(xiàn)t₂高于t₁．他的理由是100℃的水放熱，冷水吸熱，溫度升高．
（3）乙同學(xué)補(bǔ)充的方案是：另取一個(gè)與甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)相同的真空保溫杯，倒入與甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)相同體積、相同溫度的冷水，再向保溫杯的冷水中倒入lOO℃熱水，直至總水量與甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)保溫杯中熱水的水量相等，混合均勻后立即測(cè)出此時(shí)杯中水的溫度t₃．如果t₃小于t₂（選填“大于”、“等于”或“小于”），即可證明甲同學(xué)觀點(diǎn)正確．

Answer 1

分析 （1）物質(zhì)由氣態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程叫做液化，液化放熱；
（2）根據(jù)發(fā)生熱傳遞的作答；
（3）如果t₃小于t₂，說(shuō)明在操作②中，相同質(zhì)量、相同初溫的冷水吸收了更多的熱量，在其它條件相同的情況下，則證明了100℃的水蒸氣變成100℃的水時(shí)，要放出熱量．

解答 解：（1）將水蒸氣通入裝有冷水的雙層玻璃真空保溫杯中，水蒸氣遇冷放熱液化成水珠，所以結(jié)論是正確的；
（2）熱水溫度高于冷水的溫度，存在溫度差，所以熱水要放出熱量，冷水吸收熱量，冷水的溫度升高，所以t₂高于t_l；
（3）另取一個(gè)與甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)相同的真空保溫杯，倒入與甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)相同體積、相同溫度的冷水，再向保溫杯的冷水中倒入lOO℃熱水，直至總水量與甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)保溫杯中熱水的水量相等，混合均勻后立即測(cè)出此時(shí)杯中水的溫度t₃．如果t₃小于t₂，說(shuō)明在其它條件相同的情況下，100℃的水蒸氣液化成100℃水時(shí)要放熱，即可證明甲同學(xué)觀點(diǎn)正確．
故答案為：（1）水蒸氣液化放熱；
（2）100℃的水放熱，冷水吸熱，溫度升高；
（3）小于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查液化及液化放熱現(xiàn)象及熱傳遞的條件，注意理解對(duì)比實(shí)驗(yàn)和控制變量法的應(yīng)用．