实验01 探究“水的沸腾”(解析版)

实验一、探究“水的沸腾"实验
【实验器材】铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有孔的纸板、温度计、水、秒表
【实验装置】
【实验步骤】
按装置图安装实验仪器;
用酒精灯给水加热并观察;
2010金鹰节
当水温接近90℃时每隔1min 记录一次温度,并观察水的沸腾现象。
完成水沸腾时温度和时间关系的曲线。
山东省技术监督局【实验现象】水沸腾时的现象:剧烈的汽化现象,大量的气泡上升、变大,到水面破裂,里面的水蒸气散发到空气中。虽继续加热,它的温度不变。
水沸腾前      水沸腾后
3.沸点:液体沸腾时的温度。
4.液体沸腾的条件:(1)温度达到沸点;(2)继续吸收热量。
【实验补充】
(1)液体沸腾需要一定的温度,在标准大气压下不同的液体沸点不同。
(2)液体沸腾前吸收热量温度升高,沸腾后吸收热量温度保持不变。
(3)液体的沸点还与大气压有关,气压越高液体的沸点越高,高压锅就是利用了这一原理。
(4)蒸发和沸腾的异同:
西关大屋
    汽化方式
异同点
蒸发
沸腾
不同点整形归来
发生部位
液体表面
液体表面和内部同时发生
温度条件
任何温度
只在沸点时
剧烈程度
缓慢
剧烈
相同点
都属于汽化现象,都是吸热过程
【考点方向】
1、水沸腾的条件:达到沸点,继续吸热。
2、由图像描点,水沸腾时特点:温度不变,继续吸热。
3、开始加热到沸腾时间过长,改进:用温水减少水的质量
4、石棉网作用:使烧杯底部受热均匀
5、酒精灯拿开后,沸腾继续,原因:石棉网有余热,水断续吸热;
6、水沸点98度,原因:低于1个标准大气压。
7、沸水降温至室温,温度变化特点:先快后慢
8、若无论加热多长时间,水都不能沸腾,原因:火力太小,吸收热量小于热损失
9、安装装置时顺序:自下而上
10、水沸腾前,烧杯内上升的气泡是由大变小的;
水沸腾时,烧杯内上升的气泡由小变大,因为上升过程中,水对气泡压强变小。
11、烧杯的纸盖上留有两个小孔,穿过温度计的那个孔作用:固定温度计。另外一个孔的作用是使水面上方大气压强与外界相同,使水的沸点测量值更准确;若不留小孔对实验结果产生的影响是如果没有小孔,会使里面气压增大,测出的水的沸点偏高。
【创新母题】 如图甲是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。
(1)图甲实验装置的组装顺序应为___________(选填“自上而下”或“自下而上”)。其中石棉网的作用是                            。带孔硬纸板的作用是                         
(2)实验中某次温度计的示数如图乙,为________℃。根据实验数据绘制的水的温度随加热时间变化的图像如图丙,由图可知本实验中水的沸点为_____℃。
在0-2min内时,烧杯内的水        (选填吸收/放出)热量,温度        (选填不变/升高/降低)
。2-3min内水        (选填吸收/放出)热量。
(3)实验中发现温度计上部出现许多小水珠,这些小水珠是___________形成的。
实验过程中沸腾前观察到烧杯内的气泡在上升过程中               
声音比沸腾后             
(4)该实验可以得出水沸腾的条件是                             
(5)撤去酒精灯后,水仍能继续沸腾一小段时间,其原因是_________________。
【答案】
(1). 自下而上  ;使烧杯受热均匀;减少热量散失,缩短加热时间 ,同时固定温度计位置 。
(2). 92  ;98;吸收;升高;吸收 
(3). 水蒸气液化 ;沸腾前烧杯内的气泡上升过程中逐渐变小;声音越来越大。
(4)达到沸点、继续吸热。
(5). 石棉网的温度仍高于水的沸点,水能继续吸热
【解析】(1)实验中,酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,且不能碰到容器壁和容器底,所以放好烧杯后,再调节温度计的高度,因此实验装置的组装顺序应为自下而上的顺序进行。石棉网的作用是使烧杯受热均匀,防止因加热不均导致烧杯破裂。带孔纸板能够减少热量的损失,使的沸腾所需要的时间缩短。
(2)图乙中温度计的分度值为1℃,则温度计的示数为92℃;
由图丙,水在第2min开始沸腾,沸腾时,不断吸收热量,温度保持98℃不变,所以本实验中水的沸点为98℃;在0-2min中时水还没有沸腾,此时水继续保持吸热,温度不断升高。2-3min段水已经达到沸腾,温度不在上升,但是继续吸热。
(3)水沸腾时,热的水蒸气遇到温度低的温度计液化形成小水珠,附着在温度计上。由于水沸腾前,水下部的温度比上部的温度要高,水发生汽化形成气泡,在上升的过程中,水
温逐渐降低,气泡内水蒸气遇冷液化成水,同时水液化过程中引起水的剧烈振动,发出声音较大。沸腾后,气泡上升过程中由于上下温度一致不在发生液化,因此会在液面液化,引起液体的振动相对不太剧烈。所以声音相对较小。
(4)由实验可以得知要实现沸腾满足两个条件达到沸点和继续吸热。
(5)酒精灯加热时,铁圈和石棉网的温度升高,高于水的温度。撤去酒精灯后,水还会从铁圈和石棉网吸收热量,仍能继续沸腾一小段时间。
XXIX4练习1:(2019鹤岗)如图甲所示为小明同学“探究水沸腾时温度变化特点”的实验,请回答下列问题:
                 
甲                乙              A      丙    B
刚开始时,烧杯内温度计的示数如图乙所示,此时温度计的示数为     ℃。
实验现象中,水沸腾时水中气泡的情形应为图中的     (填“A”或“B”)图。
在水沸腾过程中,将酒精灯撤掉时,会观察到水继续沸腾一会儿。理由是:                                           
【答案】68; A;  石棉网余温高于水的沸点,水继续吸热。
【解析】温度计的分度值是1℃,所以其温度68℃;
水沸腾之前,水下层的温度高于上层的水温,气泡上升过程中,气泡中的水蒸气遇冷液化成水,气泡变小,图B符合水沸腾前的现象;
水沸腾时,整个容器中水温相同,水内部不停的汽化,产生大量的水蒸气进入气泡,气泡变大,图A符合水沸腾时的现象。
在水沸腾过程中,将酒精灯撤掉时,会观察到水继续沸腾一会儿。理由是:石棉网余温高于水的沸点,水继续吸热;
牙买加体系
练习2:(2019黔东南)小明用如图1所示的实验装置探究水沸腾的特点。
(1)请指出图1中的操作错误:                         
(2)如图2是根据实验数据画出的水温度随时间变化的图线。由图可知,水沸腾时的特点是:水继续吸热,温度     
(3)为说明水在沸腾过程中是否需要吸热,应      ,观察水是否继续沸腾。
(4)小明再次实验时为节省加热时间,减少了水的质量,请在图2中画出大致能体现这项措施的图线。
【答案】(1)温度计的玻璃泡碰到容器底壁;(2)不变;(3)停止加热;(4)见上图。
【解析】(1)实验中温度计的使用,要注意使用前看清量程和分度值,使用时要让温度计液泡完全浸没与被测液体中,不能碰到容器底和容器壁。读数时要让温度计继续待在被测液体中,等到示数稳定后再读数,读数时视线要与温度计刻度垂直。
(2)水在达到沸点后,如果还在吸热就会持续沸腾。沸腾时,虽然在吸热,但是温度不再变化。
(3)水沸腾后,已经达到了沸点,在持续沸腾时,停止加热,观察水是否继续保持沸腾,如果不再沸腾则说明沸腾过程中需要持续吸收热量。
(4)实验中,如果把水的质量减少,那么水达到沸腾所需要的时间就会缩短,如上图所示。
练习3:(2018南京)用如图所示的实验装置做“观察水的沸腾”实验
(1)下表为记录实验数据的表格,表中(a)处应填的内容是     
(a)
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
(2)分析实验数据可知,水的沸点是     ℃.沸腾过程中     (选填“需要”或“不需要”)吸热。
(3)实验结束停止加热后,发现水在高温时散热快,低温时散热慢。查阅资料,同一燃气灶不同火力加热的耗气量还有如下信息:

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