Question

5．物理兴趣小组的同学进行了“观察水沸腾”的实验，甲、乙两组同学分别将初温相同的冷水加热至沸腾，并从80℃开始每隔1min记录一次水温，根据实验测得的数据描绘了温度─时间图象，分别如图（2）中a、b图线所示．
（1）安装该实验装置时，应该先固定图（1）中A、B两铁圈中的B铁圈．
（2）小明读温度的方法如图（1）所示，他在实验中的错误是：视线未与温度计中液柱的上表面相平．
（3）在图（2）中图线a、b的起点的纵坐标应该为80℃，从图象可以看出水的沸点，由此可以推断当时的大气压强小于1个标准大气压强（选填：“大于”、“小于”或“等于”）；
（4）从图中a、b两条图线可知甲、乙两组同学实验时加热时间不同，则导致加热时间不同的原因是水的质量不同；（写出一种即可）
（5）实验后，小明对小组同学提出这样的疑问：如果不对水加热，水会沸腾吗？小组同学请教了物理老师，老师请同学们观看了一段中央电视台科技频道《科技之光》栏目中科学家所做的实验：如图（3）所示，在烧杯中装入适量的水，将烧杯放在连有抽气机的密封玻璃罩中．用抽气机从玻璃罩中抽气，玻璃罩内气体的压强减小（选填：“增大”、“减小”或“不变”），水的沸点降低（选填：“升高”、“降低”或“不变”），冷水居然剧烈地沸腾起来；由此小组同学得出了结论：在不加热的情况下，水能沸腾．

Answer 1

分析 （1）安装该实验装置时，应该先固定图甲中B铁圈，它是用来固定烧杯的，而A是用来固定温度计的；
（2）读数时，视线应与液体上表面相平；
（3）根据题意“并从90℃开始每隔1min记录一次水温”可知图象中图线a、b的起点的纵坐标；液体沸腾时，液体不断吸收热量，温度保持不变．这个不变的温度是液体的沸点．一个标准大气压下，水的沸点是100℃，如果大气压变小，沸点就会小于100℃．如果大气压变大，沸点就会大于100℃．
（4）要掌握影响加热时间的因素：水的量的多少、水的初温、酒精灯的火焰大小．
（5）用抽气机抽去容器的空气，气压减小，沸点降低，并且水降低温度时放出热量，容器中的水利用这些热量完成沸腾．
容器内气压不断降低，水的沸点不断降低，水不停的沸腾，到达水的凝固点，再放出热量，水凝固成冰．

解答 解：（1）在实验中要用酒精灯的外焰加热，所以要根据酒精灯固定B，然后根据温度计的使用要求再固定A．
（2）图中实验中的错误是视线未与温度计中液柱的上表面相平；
（3）因为是从80℃开始每隔1min记录一次水温，所以图象中图线a、b的起点的纵坐标应该为80℃，
水的沸点为95℃，低于一个标准大气压下的100℃，说明此时大气压小于一个标准大气压；
（4）水的加热时间少，可能是水的质量较少，或水的初温较高，或酒精灯的火焰较大，相同时间内产生的热量较多；所以导致甲、乙两组同学加热时间不同的原因可能是，所用水的质量不同或所用加热器不同（如酒精灯的火焰大小不同等）；
（5）抽气机抽气时，玻璃罩内的气压减小，水的沸点降低，水降低温度时放出的热量，正好用来沸腾，所以水不加热时，水也能沸腾．
故答案为：（1）B （2）视线未与温度计中液柱的上表面相平；（3）80；小于；（4）水的质量不同；（5）减小；降低．

点评 水的沸腾实验是初中热学中重要的实验，一般考查水沸腾前后气泡的变化、沸点、沸点和气压的关系、沸腾的条件、沸腾的特点、加热时间比较长的原因、器材、水沸腾的图象、温度计的正确使用和读数等等．