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        探究水沸騰時溫度的變化特點

        2022-05-30 10:48:04孟凡軍
        關(guān)鍵詞:實驗

        孟凡軍

        要點提煉

        1. 注意事項:(1)加蓋紙板的作用:①減少熱量散失,縮短實驗時間;②幫助固定溫度計的位置。(2)紙板上小孔的作用:使燒杯內(nèi)、外的氣壓平衡(水的沸點的高低與氣壓有關(guān))。(3)器材的組裝順序:應(yīng)自下而上安裝,目的是:①確保使用酒精燈外焰加熱;②確保溫度計的玻璃泡完全浸沒在水中。(4)實驗中水要適量的原因:①水太多會延長實驗時間;②水太少不容易觀察沸騰現(xiàn)象。(5)繪制水沸騰圖象:在用描點法作水沸騰圖象時,應(yīng)將所得的點用平滑的曲線相連,水沸騰圖象如圖1所示。

        2. 實驗現(xiàn)象與結(jié)論:(1)實驗現(xiàn)象:水沸騰前,有少量氣泡產(chǎn)生,在上升過程中,氣泡逐漸變小直至消失(圖2甲);水沸騰時,有大量氣泡產(chǎn)生,在上升過程中,氣泡逐漸變大直至在水面破裂(圖2乙)。(2)結(jié)論:水在沸騰過程中,不斷吸收熱量,溫度保持不變。

        拓展提升

        1. 驗證水沸騰需要吸熱的方法:撤去酒精燈,觀察水是否停止沸騰。

        2. 撤去酒精燈后,水未立即停止沸騰的原因:石棉網(wǎng)的溫度高于水的沸點,水可以從石棉網(wǎng)中繼續(xù)吸熱。

        3. 縮短加熱至沸騰所需時間的方法:(1)減少需要的熱量:①提高水的初溫;②減少水的質(zhì)量。(2)增加熱量輸入:加大酒精燈火焰。(3)減少散熱:給燒杯加蓋。

        4. 水的沸點不是100 ℃的原因:(1)水的沸點隨水面上方的氣壓的增大(或減?。┒撸ɑ蚪档停?,當(dāng)?shù)卮髿鈮焊哂诨虻陀跇?biāo)準(zhǔn)大氣壓,會導(dǎo)致水的沸點高于或低于100 ℃;(2)杯蓋密封較嚴(yán),導(dǎo)致燒杯內(nèi)氣壓高于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,會導(dǎo)致水的沸點高于100 ℃;(3)水中有雜質(zhì),導(dǎo)致水的沸點不是100 ℃。

        5. 水沸騰前后氣泡變化的特點分析:氣泡的成分是水蒸氣。水沸騰前,氣泡上升過程中,由于水溫上冷下熱,氣泡內(nèi)部的水蒸氣遇冷液化,氣泡變小;水沸騰時,在氣泡上升過程中,周圍的水不斷汽化形成水蒸氣進(jìn)入氣泡,同時氣泡受到的壓強(qiáng)隨深度減小而減小,氣泡變大。

        探究應(yīng)用

        (原創(chuàng))如圖3甲所示是“探究水沸騰時溫度變化的特點”的實驗裝置。

        【制訂計劃與設(shè)計實驗】(1)組裝器材時,應(yīng)先固定圖3甲中的 __________(選填“A”或“B”),在安裝溫度計時,溫度計的玻璃泡碰到了燒杯底,此時應(yīng)適當(dāng)將

        (選填“A處向上”或“B處向下”)調(diào)整。

        (2)加熱時燒杯上所蓋紙板上留有小孔的目的是 ______________________________。

        【進(jìn)行實驗與收集證據(jù)】(3)實驗過程中,小明觀察到水沸騰前水中氣泡的情景為圖3乙中 __________(選填“a”或“b”)圖。

        在水溫升高到90 ℃后,小明每隔1 min觀察1次溫度計的示數(shù),記錄在下表中,直到水沸騰,持續(xù)3 min后停止讀數(shù)。

        【分析與論證】(4)在第7 min小明忘記記錄數(shù)據(jù),此時的溫度應(yīng)為__________℃。

        (5)由表格數(shù)據(jù)可以判斷此時大氣壓__________(選填“小于”或“大于”)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。

        (6)由以上現(xiàn)象及數(shù)據(jù)知,水沸騰過程中要不斷__________,溫度__________。

        【交流評估】(7)小明和小紅選用相同的實驗裝置完成該實驗,他們分別繪制了溫度隨時間變化的圖象如圖4所示,得到a、b兩個不同圖象的原因可能是__________。

        答案:(1)B A處向上 (2)保持燒杯內(nèi)外氣壓平衡 (3)b (4)99(5)小于(6)吸熱 保持不變 (7)水的質(zhì)量不同

        (作者單位:山東省棗莊市嶧城區(qū)教學(xué)研究中心)

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