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20.小华同学利用如图所示的装置做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验:
(1)组装实验装置时,石棉网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置放置非常重要.实验时,应当先调整固定铁圈的位置(选填“铁圈”或“铁夹”);
(2)用图示装置进行实验,为了缩短将水加热至沸腾的时间,请你设计一个合理的方法提高水的初温;
(3)小华在实验过程中记录的数据如下表
时间/min012345678
温度/℃889092949698989898
分析上表记录的实验数据,可知水沸腾时的温度为98℃;
(4)若烧杯中水的质量为100g,则从计时开始到水沸腾的过程中,水的内能增大(选填“增大”、“减小”或“不变”),水所吸收的热量为4.2×103J.[已知c=4.2×103J/(kg•℃)].

分析 (1)因为在实验中需要用酒精灯的外焰加热,所以应从下向上固定实验器材的位置;
(2)掌握影响加热时间的因素:水的多少、水的初温及是否加盖等;
(3)掌握水沸腾时的特点,知道水沸腾过程中吸热但温度保持不变.而水沸腾时的温度叫做沸点.
(4)内能的大小和物体的温度有关,温度升高内能增大;知道水的质量和温度的变化以及比热容,根据Q=cm△t求出吸收的热量.

解答 解:(1)在实验中需要用酒精灯的外焰加热,所以应先确定铁圈的高度;
(2)在实验中,向烧杯内倒入热水,提高水的初温(或用热水、适当减少水的质量、增大火力等),这样可以缩短将水加热至沸腾所需的时间;
(3)由表格中数据可以看出,在加热到第5min、6min、7min、8min时,水的温度为98℃保持不变,所以水的沸点应为98℃;
(4)从计时开始到水沸腾的过程中,水的温度升高,内能增大;
水吸收的热量:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.1kg×(98℃-88℃)=4.2×103J.
故答案为:(1)铁圈;
(2)提高水的初温(或用热水、适当减少水的质量、增大火力);
(3)98;
(4)增大;4.2×103

点评 此题是探究水的沸腾实验,考查了探究实验的过程及方法,水沸腾时的特点,内能与温度的关系以及热量的计算,是一道热学综合题目.

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时间t/min0123456789
温度T/℃90929496989898959898
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