探究水沸騰時溫度變化的特點

趙曉龍

[真題呈現(xiàn)]

（2021·遼寧·沈陽）如圖1所示，在“探究水沸騰時溫度變化的特點”實驗中，小明利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行實驗，用酒精燈給水加熱至沸騰。當(dāng)水溫達(dá)到90 ℃時，開始每隔0.5 min記錄一次數(shù)據(jù)，繪制了如圖乙所示的圖象。

[（1）]加熱到第[8 min]時，看到在水中形成大量的氣泡，氣泡在上升過程中逐漸變_________，說明水開始沸騰。

（2）由圖乙可知，水的沸點是_________℃。

（3）加熱到第[12 min]時，撤掉了酒精燈，發(fā)現(xiàn)水停止沸騰。這個現(xiàn)象說明液體沸騰時需要_________熱。

（4）小麗覺得小明的實驗過程從開始加熱到沸騰前所用時間太長，她利用原有器材，并增加了一個無孔的硬紙板蓋在燒杯上，如圖丙所示，重新做實驗后，實驗時間縮短了，但測得水的沸點是102 ℃，經(jīng)分析是因為燒杯內(nèi)水面上方的氣壓_________（選填“增大”“減小”或“不變”），導(dǎo)致水的沸點升高。

解析：[（1）]水的沸騰是一種劇烈的汽化現(xiàn)象，這時形成的大量氣泡不斷上升、變大，到水面破裂開來，里面的水蒸氣散發(fā)到空氣中。（2）由圖象可知，水溫升高到[100] ℃后就不再上升，說明水的沸點是100 ℃，此后水繼續(xù)吸熱溫度保持不變。（3）液體的沸騰條件是：①溫度達(dá)到沸點；②繼續(xù)吸熱。（4）增加了一個無孔的硬紙板蓋在燒杯上，燒杯內(nèi)水面上方的氣壓增大，水的沸點升高，測得水的沸點是102 ℃。

答案：（1）大 （2）[100]（3）吸 （4）增大

[歸納提升]

1.實驗裝置的安裝順序：自下而上。（1）固定酒精燈，確保用酒精燈外焰加熱。（2）固定溫度計，使溫度計的玻璃泡完全浸沒在水中，且不觸碰容器底或容器壁。

2.硬紙板的作用：防止熱量散失，縮短實驗時間。

3.硬紙板上兩個小孔的作用：中心的小孔用于固定溫度計；另一個小孔用于平衡內(nèi)外氣壓，使水面上方氣壓與外界氣壓相同。

4.水中氣泡的特點：（1）沸騰前氣泡較少，且上小下大（沸騰前，越靠近水面，水溫越低，氣泡上升時水蒸氣遇冷液化，氣泡變小）；（2）沸騰時氣泡較多，且上大下小（沸騰時，整杯水溫度相同，氣泡上升時，深度減小，水對氣泡的壓強減小，氣泡變大）。

5.縮短實驗時間的方法：減少水的質(zhì)量；提高水的初溫；給燒杯加蓋硬紙板；等等。

6.撤走酒精燈，水沒有立即停止沸騰的原因：石棉網(wǎng)或燒杯底的溫度仍然高于水的沸點，水可以繼續(xù)吸熱。

[拓展應(yīng)用]

用如圖2所示的裝置“探究水沸騰時溫度變化的特點”實驗。

（1）請指出圖甲裝置的錯誤之處__________________。

（2）改正錯誤后進(jìn)行實驗，某時刻溫度計示數(shù)如圖乙，此時水的溫度為_________℃。

（3）由圖象可知水沸騰時的溫度特點是____________________________________。移開酒精燈，水不能繼續(xù)沸騰，可見沸騰過程需要_________。

（4）通過降溫也能使熱水沸騰。如圖丁所示，將剛停止沸騰的水裝入燒瓶，迅速塞上瓶塞并倒置，然后向瓶底澆冷水，發(fā)現(xiàn)水會重新沸騰起來，原因是__________________。

（5）好學(xué)的小明想到上課時老師講過可以利用水浴法加熱物體，于是組裝了如圖戊所示的裝置，用燒杯中的液體A對試管中的液體B進(jìn)行加熱。如果小明想加熱至最后讓兩種液體都能沸騰，你認(rèn)為A、B兩種液體需要滿足的條件是__________________。

答案：（1）溫度計玻璃泡觸碰燒杯壁 （2）[92]（3）吸熱，溫度保持不變 吸熱 （4）向瓶底澆冷水時，瓶內(nèi)氣體溫度突然降低，瓶內(nèi)水蒸氣遇冷液化，瓶內(nèi)液面上方氣壓減小，導(dǎo)致水的沸點降低，所以水重新沸騰起來 （5）B液體的沸點低于A液體的沸點

（作者單位：沈陽市南昌初級中學(xué)）