实验05 探究水在沸腾前后温度变化的特点（解析版）

实验05探究水在沸腾前后温度变化的特点1．【实验目的】通过探究实验，得出水在沸腾前后温度变化的特点。2．【实验器材】（1）铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器、火柴、纸盖、停表（2）主要器材作用：①温度计：测水的温度。②停表：记录加热时间。③加盖纸板：减少热量损失，缩短加热时间。【设计实验】提出问题：①水是不是一开始烧就沸腾了？②水沸腾前后温度会怎么变化？③你怎样判断水是否在沸腾？猜想假设：说说你的猜想和理由。如何验证你的猜想：①实验需要测量什么物理量？②由此确定需要什么器材？③怎样组装实验器材？④如何进行实验，收集证据？4.【器材安装顺序】自下而上。5.【实验步骤】按图所示的装置加热水，观察水在沸腾时的温度变化和现象。将所测得的数据填入表中，并在坐标纸上描出各点，将这些点用平滑曲线连接起来。6.【实验表格】时间/0123456789101112温度/7．【实验结论】（1）沸腾前，水吸热温度升高。（2）沸腾过程中，水吸热温度保持不变。8．【注意事项】（1）用酒精灯外焰加热。（2）烧杯中水量要适当。（3）温度计的玻璃泡不能碰到烧杯底和壁。1.烧杯中水量要“适当”的含义：：（1）不能太少，否则无法浸没温度计玻璃泡。（2）不能太多，否则加热时间太长。2.实验现象：（1）沸腾前,水温不断升高，杯底有少量气泡产生，上升过程中体积逐渐变小（下左图）；（2）沸腾时，水温保持不变，杯底有大量气泡产生，上升过程中体积迅速变大，在液面破裂，里面的水蒸气散发到空气中去（下右图）；（3）停止加热，水停止沸腾。3.缩短加热时间的方法：（1）适当减少所用水的质量。（2）可用初温较高的水进行实验;（3）调大火焰。。4.水的沸点低于100℃的原因：（1）当地大气压低于1个标准大气压。（2）水中含有杂质。5.会画沸腾图像：在坐标纸上设温度为纵坐标，时间为横坐标，建立坐标系，并在坐标系中描出各点，然后将这些点用平滑曲线连接起来。【典例1】小明按图所示装置探究水沸腾时温度变化的特点。（1）组装器材时，应按照________（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序进行；（2）当水温升高到93℃时，每隔1min记录一次温度填入下表，同时观察水中发生的现象。时间/min0123456温度/℃93959799999999根据实验现象和表中数据可知，水在沸腾时不断吸收热量但温度保持不变。烧杯中水的沸点是________℃；（3）实验结束后，小明取下烧杯上的盖子，发现盖子上有水珠，请从物态变化的角度简要写出水珠的形成过程：________；（4）若按图所示装置用烧杯中的水为试管中的水加热，试管中的水________（选填“能”或“不能”）沸腾。【答案】（1）自下而上（2）99（3）见解析（4）不能【解析】（1）组装器材时，烧杯应用酒精灯的外焰加热，温度计的玻璃泡不能碰到容器底，所以先放置酒精灯，再固定烧杯，最后挂温度计，应按自下而上的顺序进行。（2）由表格数据知，第3min起，温度为99摄氏度不变，此时水沸腾，沸点为99摄氏度。（3）盖子上的水珠，是水先汽化变成水蒸气，水蒸气上升遇到冷的盖子而液化成小水珠附在盖子上。（4）烧杯中的水沸腾后，温度保持不变，试管中的水吸收热量，温度升至沸点，试管内外温度相同，试管内的水温度达到沸点温度，但不能继续吸收热量，所以无法沸腾。【典例2】在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中，小兰和小伟用相同的实验装置（如图甲所示）进行了实验。（1）图甲装置中给烧杯加盖的目的是________（答案合理即可）。（2）观察气泡可判断图甲中水处于________（选填“沸腾前”或“沸腾时”）的状态。（3）小兰和小伟根据各自的实验数据绘制出水温随时间变化的图像分别如图乙中A、B所示。由图像可知，小兰和小伟所用水的质量大小关系是________。【答案】（1）减少热量散失，缩短水加热到沸腾的时间（2）沸腾时（3）＞（或大于）【解析】（1）烧杯加盖可以减少热量的散失，缩短实验时间。（2）沸腾是液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象，故沸腾时气泡在上升的过程中有更多的水蒸气补充，所以气泡越来越大，所以图甲中的水处于沸腾时。（3）因为装置相同，所以相同时间内水吸收的热量相同，由图像可知，A的初温比B的大，但加热相同时间后同时沸腾，即A升温比B慢，说明A的质量大于B的质量。.【对点1】a、b两个实验小组用相同的酒精灯探究水沸腾前后温度变化的特点，所用实验装置如图甲所示，根据实验数据绘制的图像如图乙所示。（1）实验过程中，烧杯口出现的“白气”是__________（填物态变化名称）的结果；（2）由图像可知，水沸腾前温度不断升高，沸腾后温度__________；（3）进一步分析可知，__________组所用水的质量较小；（4）a、b两组所测水的沸点均不是100℃，这是由于__________（选填“实验误差”或“当地气压”）引起的；（5）对实验进行评估可知，b组将水加热至沸腾的时间过长，你给他们的合理化建议是：__________（填写一条即可）。【答案】（1）液化（2）不变（3）a（4）当地气压（5）提高水的初温或给烧杯加上盖子【解析】（1）“白气”是空气中的水蒸气液化放热形成的小水珠。（2）由图像可知，水沸腾后，持续吸热，温度不变。（3）如图乙，a组的水升温快，b组的水升温慢，所以a组所用水的质量较小。（4）在标准的大气压下，水的沸点是100℃，如果水的沸点低于100℃，这是由于当地气压小于标准大气压引起的。（5）对实验进行评估可知，b组将水加热至沸腾的时间过长，要缩短加热时间，可以提高水的初温或给烧杯加上盖子，或者适当减少水的质量。【对点2】小华用如图甲所示的实验装置“探究水沸腾时温度变化的特点”。用酒精灯给烧杯加热，当水温升高到90℃时，每隔1min记录1次温度，同时观察水中发生的变化。7~10min观察到烧杯中水的变化情况如图乙所示，同时观察到烧杯上方出现“白气”。根据实验数据画出水沸腾时温度和时间的关系曲线，如图丙所示。根据以上现象和图像，完成下列问题：（1）水的沸腾是一种_________（选填“剧烈”或“缓慢”）的汽化现象；（2）水沸腾时，_________（选填“吸收”或“放出”）热量，温度_________（选填“升高”、“不变”或“降低”）；（3）“白气”形成时，_________（选填“吸收”或“放出”）热量。【答案】（1）剧烈（2）吸收不变（3）放出【解析】（1）水沸腾时形成的大量气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，把里面的水蒸气释放出来，这个过程是水由液态变为气态，这说明水的沸腾是一种剧烈的汽化现象。（2）从图象可以看出水在沸腾过程中保持98℃不变，所以沸点为98℃．水沸腾时，不断吸收热量，温度保持不变。（3）水沸腾时看到烧杯上方出现大量的“白气”，是水首先发生汽化，然后汽化成的水蒸气遇冷又液化成的小水珠，是液化现象，是放热过程。1.（2023江苏连云港）用如图所示装置“探究水沸腾时温度变化的特点”。（1）实验装置的安装顺序是________（选填“自上而下”或“自下而上”）；（2）图示烧杯中水的温度为___________℃。烧杯口出现的“白气”是__________现象，此过程需要_________；（3）沸腾过程中撤去酒精灯，你观察到烧杯中水的现象是___________。【答案】（1）自下而上（2）97液化放热（3）水继续沸腾，短时间后停止沸腾【解析】（1）酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以先放好烧杯后，再调节温度计的高度，即在组装实验器材时，应按照自下而上的顺序。（2）由图可知，温度计的分度值是1℃，温度计的示数是97℃。烧杯中冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水滴，液化放热。（3）沸腾过程中撤去酒精灯，石棉网上还有一定的余热，水不会立即停止沸腾，短时间后停止沸腾。2．（2023重庆）在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中：

①如图甲所示，在组装实验装置的过程中，应先调整______（选填字母）部分；②从水温达到90℃开始，小波每隔记录一次温度，某时刻温度计的示数如图乙所示，此时水的温度为__