Question

10．物理興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了“觀察水沸騰”的實(shí)驗(yàn)，甲、乙兩組同學(xué)分別將初溫相同的冷水加熱至沸騰，并從80℃開始每隔1min記錄一次水溫，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)描繪了溫度─時間圖象，分別如圖（2）中a、b圖線所示．

（1）安裝該實(shí)驗(yàn)裝置時，應(yīng)該先固定圖（1）中A、B兩鐵圈中的B鐵圈．
（2）小明讀溫度的方法如圖（1）所示，他在實(shí)驗(yàn)中的錯誤是：視線未與溫度計(jì)中液柱的上表面相平．
（3）在圖（2）中圖線a、b的起點(diǎn)的縱坐標(biāo)應(yīng)該為80℃，從圖象可以看出水的沸點(diǎn)，由此可以推斷當(dāng)時的大氣壓強(qiáng)小于1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)（選填：“大于”、“小于”或“等于”）；
（4）從圖中a、b兩條圖線可知甲、乙兩組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時加熱時間不同，則導(dǎo)致加熱時間不同的原因是水的質(zhì)量不同；（寫出一種即可）
（5）實(shí)驗(yàn)后，小明對小組同學(xué)提出這樣的疑問：如果不對水加熱，水會沸騰嗎？小組同學(xué)請教了物理老師，老師請同學(xué)們觀看了一段中央電視臺科技頻道《科技之光》欄目中科學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)：如圖（3）所示，在燒杯中裝入適量的水，將燒杯放在連有抽氣機(jī)的密封玻璃罩中．用抽氣機(jī)從玻璃罩中抽氣，玻璃罩內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減�。ㄟx填：“增大”、“減小”或“不變”），水的沸點(diǎn)降低（選填：“升高”、“降低”或“不變”），冷水居然劇烈地沸騰起來；由此小組同學(xué)得出了結(jié)論：在不加熱的情況下，水能沸騰．

Answer 1

分析 （1）探究水沸騰實(shí)驗(yàn)時，安裝實(shí)驗(yàn)裝時，從下到上依次安裝各裝置；
（2）使用溫度計(jì)測量液體溫度，讀數(shù)時視線應(yīng)該與溫度計(jì)液柱最高處相平；
（3）根據(jù)題意“并從90℃開始每隔1min記錄一次水溫”可知圖象中圖線a、b的起點(diǎn)的縱坐標(biāo)；液體沸騰時，液體不斷吸收熱量，溫度保持不變．這個不變的溫度是液體的沸點(diǎn)．一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，如果大氣壓變小，沸點(diǎn)就會小于100℃．如果大氣壓變大，沸點(diǎn)就會大于100℃．
（4）要掌握影響加熱時間的因素：水的量的多少、水的初溫、酒精燈的火焰大�。�
（5）用抽氣機(jī)抽去容器的空氣，氣壓減小，沸點(diǎn)降低，并且水降低溫度時放出熱量，容器中的水利用這些熱量完成沸騰．
容器內(nèi)氣壓不斷降低，水的沸點(diǎn)不斷降低，水不停的沸騰，到達(dá)水的凝固點(diǎn)，再放出熱量，水凝固成冰．

解答 解：（1）安裝該實(shí)驗(yàn)裝置時，應(yīng)該先固定圖甲中B鐵圈，它是用來固定燒杯的，而A是用來固定溫度計(jì)的，所以需要先固定B；
（2）讀數(shù)時，視線應(yīng)與液體上表面相平；
（3）因?yàn)槭菑?0℃開始每隔1min記錄一次水溫，所以圖象中圖線a、b的起點(diǎn)的縱坐標(biāo)應(yīng)該為80℃，
水的沸點(diǎn)為95℃，低于一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的100℃，說明此時大氣壓小于一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；
（4）水的加熱時間少，可能是水的質(zhì)量較少，或水的初溫較高，或酒精燈的火焰較大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較多；所以導(dǎo)致甲、乙兩組同學(xué)加熱時間不同的原因可能是，所用水的質(zhì)量不同或所用加熱器不同（如酒精燈的火焰大小不同等）；
（5）抽氣機(jī)抽氣時，玻璃罩內(nèi)的氣壓減小，水的沸點(diǎn)降低，水降低溫度時放出的熱量，正好用來沸騰，所以水不加熱時，水也能沸騰．
故答案為：（1）B；（2）視線未與溫度計(jì)中液柱的上表面相平；（3）80℃；小于；（4）水的質(zhì)量不同；（5）減小；降低．

點(diǎn)評 此題是觀察水的沸騰實(shí)驗(yàn)，考查了對沸騰圖象的分析和沸點(diǎn)的概念，并且考查了水的沸點(diǎn)與大氣壓之間的關(guān)系以及影響水的沸騰時間的因素，這些都是在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題．
不斷從容器內(nèi)抽氣，容器內(nèi)氣壓不斷降低，水的沸點(diǎn)不斷降低，水不斷放出熱量，水不斷從自身吸收熱量，不斷沸騰，水的溫度降低到凝固點(diǎn)一下，水凝固成冰，水不斷從自身吸收熱量，不斷沸騰，這個問題學(xué)生不容易理解．