Question

16．在“观察水的沸腾”实验中，当水温升到90℃时，小名同学开始记时，每隔1min记录一次水的温度，有关记录数据如表：

时间/min	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
温度/℃	90	92	94	96	97	98	99	99	99	99

（1）根据实验记录的数据分析，如果在其它条件不变的情况下，第9min后，继续对水加热1min，则水的温度是不变℃．
（2）请根据记录的数据在图1中先描点，再用平滑的曲线画出水的沸腾图象．

（3）如图2甲图为实验时的情形．在组装器材时，是按照由下到上选填“由上到下”或“由下到上”）的顺序，在固定石棉网时，应处于酒精灯火焰的外焰（选填“外焰”“内焰”或“焰心”）．由于操作错误，他观察到水沸腾时，温度计的示数大于100℃，他的错误是温度计玻璃泡接触到了烧杯底．当纠正错误后，他观察到水沸腾时，如图2乙所示，温度计的读数为99℃．
（4）由图象可以看出，把水从90℃加热到刚开始沸腾所需时间为6min．水已沸腾后，若继续对水加热，则水在加热过程中温度将不变；此时，水中的气泡与沸腾前相比，有什么不同？沸腾时，随着气泡上升其体积逐渐变大（写出一点即可）．
（5）某同学在实验过程中，发现水从开始加热到沸腾这段时间过长，造成这种现象的原因可能是哪些？（至少写一点）水量太多．
（6）某实验小组根据各自的数据，画出了如图3所示的图线，其中实线表示A同学的图线，虚线表示B同学的图线，两同学的图线水平部分重合，整个过程中两同学的操作都规范准确．根据图中的分析图线：两同学开始加热时，水的初温是90℃；从开始加热直到水达到沸点，两个同学实验所用的时间是不同（选填：“相同”、“不同”或“无法判断”）．造成两同学图线差异的原因：有可能是加热条件完全相同的情况下，A同学用来被加热的水的多少比B同学的小．（选填“大”或“小”）
（7）实验交流环节时，小明所在小组的水没有沸腾，温度计的温度始终定格在95℃，请您帮助他们分析一下其中的原因（说出一个合理原因）水中有杂质．

Answer 1

分析 （1）要掌握水沸腾时的特点：吸热但温度保持不变．
（2）根据图象中纵、横坐标的内容，从表格中找了相应的数据进行描点，最后连点成线即可；
（3）①用酒精灯加热物体时，安装装置时，先从下到上，方便调节．酒精灯的外焰温度高．
②测量液体温度时，必须使温度计的玻璃泡全部浸在被测液体中，不能碰到容器底和容器壁；
③根据温度计的分度值和液面所指的刻度即可读数．
（4）①找出开始沸腾的时间，确定水从90℃加热到刚开始沸腾所需时间．
②水沸腾时的特点：吸热，但温度不变；
③据水沸腾的现象回答即可．
（5）加热时间过长可以从以下几个方面考虑：水的初温、水量多少、火焰大小等；
（6）水加热时的初温和达到沸点时的时间可由图象直接读出．
在气压相同，实验器材相同的情况下，加热的时间长说明加热的水的质量大．
（7）一个标准大气压下水的沸点是100℃，水的沸点跟气压有关，气压越低，沸点越低；由于温度计不准确，测量值和真实值之间有差异．

解答 解：
（1）水在沸腾过程中温度吸热温度保持不变，所以继续对水加热1min，水的温度仍为99℃．
（2）依次找出不同时间对应的温度点，描点连线．如下图所示：

（3）①先安装下面器材，再安装上面器材，便于调节器材间的距离；酒精灯的外焰温度高，所以在固定石棉网时，应处于酒精灯火焰的外焰；
②温度计使用时玻璃泡不能触及容器底，故此同学的错误就在于玻璃泡碰到了容器底部，容器底部与酒精灯火焰直接接触，温度会比杯内的水要高．
③温度计的分度值为1℃，此温度计液柱上表面对准了100℃下面一格，即99℃．
（4）①水加热到第6min开始沸腾，所以水从90℃加热到刚开始沸腾所需时间为t=6min．
②水已沸腾后，若继续对水加热，则水在加热过程中温度将不变．
③此时水中的气泡与沸腾前相比是不同的，在沸腾前气泡逐渐上升，其体积逐渐变小；而沸腾时，气泡逐渐上升，其体积变大．
（5）水加热时间过长可能是水的初温太低，可以用初温较高的水开始加热；也可能是水量太多，可以减小水量；也可能是酒精灯火焰太小，可以增大火焰．
（6）从图象上看，A、B同学都是从90℃时开始加热的，因此加热的初始温度是相同的．A同学加热快到10min分钟时，水开始沸腾．B同学加热快到14min时水开始沸腾．B同学的水沸腾时间要晚些，沸腾时间不同．水的初温相同，达到沸点的时间不同．A同学的水先沸腾，可能是杯中的水较少，B同学杯中的水较多．
（7）水的沸点是99℃，可能是此时的气压低于1个标准大气压，可能是温度计不准确造成的，也可能是因为水中有杂质．
故答案为：
（1）99；
（2）见上图；
（3）由下到上；外焰；温度计玻璃泡接触到了烧杯底；99；
（4）6；不变；沸腾时，随着气泡上升其体积逐渐变大；
（5）水量太多；
（6）90；不同；小；
（7）水中有杂质．

点评 （1）此题是探究水的沸腾，主要通过对图象的分析考查了对沸点概念的理解及水沸腾时的特点．
（2）本实验需思考的问题较为抽象，认真分析，对解决实验中的疑惑起到指导作用．