探究水沸腾时温度变化的特点

2023-11-05赵晓龙

初中生学习指导·提升版 2023年10期

关键词：硬纸板酒精灯沸点

赵晓龙

[真题呈现]

（2021·辽宁·沈阳）如图1所示，在“探究水沸騰时温度变化的特点”实验中，小明利用如图甲所示的装置进行实验，用酒精灯给水加热至沸腾。当水温达到90 ℃时，开始每隔0.5 min记录一次数据，绘制了如图乙所示的图象。

[（1）]加热到第[8 min]时，看到在水中形成大量的气泡，气泡在上升过程中逐渐变_________，说明水开始沸腾。

（2）由图乙可知，水的沸点是_________℃。

（3）加热到第[12 min]时，撤掉了酒精灯，发现水停止沸腾。这个现象说明液体沸腾时需要_________热。

（4）小丽觉得小明的实验过程从开始加热到沸腾前所用时间太长，她利用原有器材，并增加了一个无孔的硬纸板盖在烧杯上，如图丙所示，重新做实验后，实验时间缩短了，但测得水的沸点是102 ℃，经分析是因为烧杯内水面上方的气压_________（选填“增大”“减小”或“不变”），导致水的沸点升高。

解析：[（1）]水的沸腾是一种剧烈的汽化现象，这时形成的大量气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中。（2）由图象可知，水温升高到[100] ℃后就不再上升，说明水的沸点是100 ℃，此后水继续吸热温度保持不变。（3）液体的沸腾条件是：①温度达到沸点；②继续吸热。（4）增加了一个无孔的硬纸板盖在烧杯上，烧杯内水面上方的气压增大，水的沸点升高，测得水的沸点是102 ℃。

答案：（1）大（2）[100]（3）吸（4）增大

[归纳提升]

1.实验装置的安装顺序：自下而上。（1）固定酒精灯，确保用酒精灯外焰加热。（2）固定温度计，使温度计的玻璃泡完全浸没在水中，且不触碰容器底或容器壁。

2.硬纸板的作用：防止热量散失，缩短实验时间。

3.硬纸板上两个小孔的作用：中心的小孔用于固定温度计；另一个小孔用于平衡内外气压，使水面上方气压与外界气压相同。

4.水中气泡的特点：（1）沸腾前气泡较少，且上小下大（沸腾前，越靠近水面，水温越低，气泡上升时水蒸气遇冷液化，气泡变小）；（2）沸腾时气泡较多，且上大下小（沸腾时，整杯水温度相同，气泡上升时，深度减小，水对气泡的压强减小，气泡变大）。

5.缩短实验时间的方法：减少水的质量；提高水的初温；给烧杯加盖硬纸板；等等。

6.撤走酒精灯，水没有立即停止沸腾的原因：石棉网或烧杯底的温度仍然高于水的沸点，水可以继续吸热。

[拓展应用]

用如图2所示的装置“探究水沸腾时温度变化的特点”实验。

（1）请指出图甲装置的错误之处__________________。

（2）改正错误后进行实验，某时刻温度计示数如图乙，此时水的温度为_________℃。