Question

20．小红同学在做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中：
（1）如图甲所示，她的操作存在错误，请指出其中错误之处：读数时视线未跟液柱面相平、温度计玻璃泡触底、酒精灯外焰未正对杯底．
（2）小红纠正所有错误后，在水温到达89℃时开始每隔2分钟做一次温度记录，并描绘出如图乙所示的图象．根据图象可知水沸腾时的温度为99℃，说明此时该地大气压小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）1个标准大气压．
（3）若烧杯中水的质量为0.4kg，则从开始计时起加热10min，水所吸收的热量为1.68×10⁴J．
（4）小红觉得从开始加热到沸腾的时间偏长，请你给她提出一个改进的措施：减少水的质量（或提高水的初温）．

Answer 1

分析 （1）在使用温度计时，温度计的玻璃泡不能碰到容器壁或容器底；在进行温度计的读数时，视线要与液柱的上表面相平，不能俯视和仰视．
（2）根据图象及水沸腾时的特点判断出水的沸点，然后根据沸点与气压的关系判断出当时气压与标准大气压之间的关系．
水的沸点与气压有关，气压越高，沸点越高，气压越低，沸点越低．
（3）从图象中得出水的初温和末温，根据公式Q=cm△t计算出水吸收的热量．
（4）水加热时间的影响因素：水的多少、水的初温、烧杯是否加盖、火焰的大小．可根据影响因素采取改进措施．

解答 解：由图知，温度计的玻璃泡碰到容器底了，这样受容器底温度的影响，测量结果不准确；在读数时俯视，此时测量结果会偏大；酒精灯的外焰未放在杯底的正下方；
（2）由图象知，水在沸腾过程中温度保持99℃不变，所以水沸腾时的温度为99℃，小于标准大气压下的沸点100℃，所以当时气压低于标准大气压．
（3）由图象知，水的初温为89℃，加热10min后末温为99℃，
所以水吸收的热量为：
Q=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.4kg×（99℃-89℃）
=1.68×10⁴J；
（4）水的加热时间过长，可能是水的初温过低或水的量太大或烧杯未加盖造成的．所以可以通过适当提高水的初温或适当减少水量或给烧杯加盖来缩短加热时间．
故答案为：（1）读数时视线未跟液柱面相平；温度计玻璃泡触底；酒精灯外焰未正对杯底；（2）99，小于；（3）1.68×10⁴；（4）减少水的质量（或提高水的初温）．

点评 此题是“探究水沸腾时温度变化特点”的实验，考查了学生对温度计的使用及读数，水沸腾特点及沸点的概念，同时考查了影响沸点的因素、有关热量的计算及影响加热时间的因素．从图象中提取有关信息是解决此题的关键．