Question

20．在“观察水的沸腾”实验中：
（1）如图1所示，是小明同学用温度计测小烧杯中水的初温时的操作图．A是操作过程，B是读数过程，C是读取的温度．
①A图中操作的错误是温度计的玻璃泡接触杯底；
②B图中读数的错误是温度计的液泡没有全部浸没在水中，且视线斜视；
③若操作正确无误，根据C图可知此时烧杯中水的实际温度是48℃．
（2）小华使用的实验装置如图2甲所示，根据实验数据作出的“温度-时间”图象如图2乙所示．实验中所用的温度计是利用液体的热胀冷缩的性质制成的；测量工具除温度计外，还需要秒表小华在组装装置甲时，要分别调节铁圈M、N的高度，其中首先调节的是铁圈N的高度（选填M\N）；实验中要观察水中温度、气泡的变化；

（3）信息提示：液体的沸点与其表面的气压有关，液体表面的气压越大，液体的沸点越高．由图2乙可知实验测得水的沸点是97℃，说明此时实验室中的大气压小于（选填\小于\大于\等于）1标准大气压．水在沸腾的过程中，吸 热，温度将不变（选填\升高\降低\不变）；
（4）实验中看到“白气”不断从烧杯中冒出，这些“白气”的状态是液态（选填固态\液态\气态），产生“白气”的过程需放热；
（5）另外两同学也选用相同的装置做该实验，他们绘制的沸腾图象如图2丙所示，问a、b图象不同的原因是水的质量不同；在实验中发现了如图3的A、B的两种情形，其中图A是水在沸腾时的情况；
（6）实验结束后，同学们相互交流时，有的小组觉得把水加热到沸腾的时间过长，请你说出一条缩短加热时间的方法：用温水加热或给烧杯加盖或适当减少水的质量．

Answer 1

分析 （1）此题温度计的示数在量程的范围内，且分度值为1℃，可根据这两点读出此温度计的示数．还要掌握温度计的正确使用方法．
（2）掌握液体温度计的制作原理：液体的热胀冷缩的性质；
探究水沸腾实验需要记录不同时间内水的温度变化情况，从器材上看还少记录时间的工具秒表；实验时，需用酒精灯的外焰加热，所以要调整好铁圈的高度，然后根据温度计的使用规则固定好其位置；
（3）要掌握沸点的概念，知道液体沸腾时温度叫做沸点．同时要掌握沸点与气压之间的关系，知道气压越高，沸点越高，气压越低，沸点越低；掌握液体沸腾时的特点：吸热，但温度保持不变；
（4）物质由气态变为液态的过程叫液化，液化放热；
（5）同样的装置，得出不同的图象，可以考虑水的多少是不同的；
沸腾时和沸腾前的现象：沸腾时气泡上升过程中体积不断增大，沸腾前气泡在上升过程中体积减小；
（6）掌握减小加热时间的方法：适当减少水量；适当提高水的初温；给烧杯加盖．

解答 解：（1）①从A图看，温度计的液泡碰到烧杯的底部了，这样测量结果不准确．
②读数时，温度计的液泡没有全部浸没在水中，且视线斜视；
③温度计的分度值为1℃，所以示数为48℃．
（2）实验中所用温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的；
由于实验中，需要记录不同时间的水温，绘制温度-时间图象，所以还应添加秒表；
在实验中需要用酒精灯的外焰加热，所以应先确定铁圈N的高度；
“观察水的沸腾”实验目的有两个；①研究水沸腾时温度变化；②观察水沸腾前后的现象；开始时，水还没有沸腾，上部的温度低，气泡遇冷收缩；当水沸腾后，全部的水都升至100℃，蒸气泡上升过程中，所受外部压强减小，所以逐渐变大，所以要观察温度和气泡的变化情况；
（3）由图知，当水的温度达到97℃时，温度不再变化，说明此时是水的沸腾过程，沸点是97℃；
沸点低于标准大气压下的沸点，所以实验室中的大气压小于1标准大气压；水在沸腾过程中，要不断吸热，但温度保持不变；
（4）“白气”是液态小水滴，是高温水蒸气遇冷液化形成的，物质液化过程中放出热量；
（5）观察图丙中的图象可知，a升温快、b升温慢，在装置相同的情况下，产生这种差异的原因只能说明两次实验中水的质量不同，b组水的质量大于a组水的质量；
A图气泡在上升过程中体积不断变大，所以A是沸腾时的情况；B图气泡在上升过程中体积不断减小，所以B是沸腾前的情况
（6）为了减少加热所用时间，除了适当减少水量，还可以给烧杯加盖，减少热量的损失或适当提高水温．
故答案为：（1）温度计的玻璃泡接触杯底；温度计的液泡没有全部浸没在水中，且视线斜视；48；
（2）液体的热胀冷缩；秒表；N；温度、气泡；
（3）97；小于；吸；不变；
（4）液态；放；
（5）水的质量不同；A；
（6）加盖或温水或少水．

点评 此题探究的是水沸腾时出现的一些较难理解的知识要点，对解决学生实验中的疑惑起到较好的指导作用；读懂题意，理论结合实验现象灵活变通是解决此类问题的关键．