内容正文:
实验03 探究“水的沸腾”实验(解析版)
【实验目的】
通过实验探究,知道水在沸腾过程中温度和状态变化的变化有什么特点。
【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、停表(秒表)。
【器材作用】
①铁架台:用于组装实验;
②酒精灯:用于加热;
③石棉网:使烧杯受热均匀;
④火柴:点燃酒精灯;
⑤烧杯:乘装需要加热的物品;
⑥温度计:测量温度;
⑦中心有孔的纸板:盖于烧杯口,使温度升高更快;
⑧停表:用于测量时间。
【实验步骤】
步骤①安装实验仪器;
步骤②用酒精灯给水加热并观察;
步骤③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;
步骤④完成水沸腾时温度和时间关系的曲线。
【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。
【实验结论】
水在沸腾过程中,继续加热,温度保持 不变 。
【实验数据记录】
【温度——时间图像】
【实验补充】
沸腾定义:在一定温度下,在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象叫沸腾。
沸点:液体沸腾时的温度。
沸腾条件:①达到沸点。②继续吸热。
沸点与气压的关系:一切液体的沸点都是气压减小时降低,气压增大时升高。
【常考实验问题】如图
1、图甲安装装置时顺序:自下而上;
2、酒精灯拿开后,沸腾继续,原因:石棉网有余热,水断续吸热;
3、石棉网作用:使烧杯底部受热均匀;
4、沸腾时水中气泡的情形是图乙中的 A (选填“A”或“B”);
5、图甲装置中的错误是 温度计的玻璃泡与容器底接触 ;
6、为了让烧杯内的水尽快沸腾,你采取的方法是 减少水的质量、提高水的初温 ;
7、图丙是小组同学根据实验数据绘制出的水的沸腾图象,由图象可知水沸腾时温度变化的特点是 温度保持不变 ;
8、实验时不小心被 水蒸气 (选填“沸水”或“水蒸气”)烫伤,情况会更严重;
9、水沸腾后,撤去酒精灯,发现水停止沸腾,如图丁所示,用橡皮塞塞住烧瓶口并将其倒置,向烧瓶底部浇冷水,会出现的现象是 水又重新沸腾 ;
10、由实验数据绘制出温度随时间变化的图象,如图丙所示。分析图象可知:水的沸点是 97 ℃,你认为产生这一现象的原因是 气压低于标准大气压 ;
11、实验前,向烧杯中倒入热水而不是冷水,这样做是为了 节省加热时间 ;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。
【典例分析】小聪和小华利用甲图装置探究“水沸腾时温度变化的特点”:
(1)小聪安装实验器材时出现了甲图中的情形,接下来小华的操作应该是 将A铁圈上移 (选填“将A铁圈上移”或“将B铁圈下移”)。
(2)实验时,当看到水中有大量气泡不断上升,且 由小到大 (选填“由大到小”或“由小到大”),到水面破裂开来,里面的 水蒸气 散发到空气中,就表明水沸腾了。
(3)他们记录的数据如下表所示,请在乙图坐标纸上画出水沸腾前后温度和时间关系的图像。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
水温/℃
90
91
92
94
96
97
98
98
98
98
(4)小聪还想了解沸腾的条件,他将实验装置做了改进,如图丙所示,甲、乙温度计分别测量烧杯和试管中的水温度,当乙温度计示数达到98℃后,试管中的水不能沸腾,当小聪同学在烧杯的水中加入少量的食盐后,试管中的水沸腾了。说明加入食盐后水的沸点 升高 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】(1)将A铁圈上移;(2)由小到大;水蒸气;(3)见上图;(4)升高。
【解答】解:(1)温度计的玻璃泡碰到了容器底,按照自下而上的顺序,应将A铁圈上移;
(2)当水沸腾时,水汽化中产生大量水蒸气形成气泡上升到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中;
(3)在图像上描出(0,90)(1,91)(2,92)(3,94)(4,96)(5,97)(6,98)(7,98)(8,99)各点,用光滑的曲线连接起来,如下图中实线;
;
(4)在烧杯的水中加入少量的食盐后,发现试管中的水能够沸腾,说明烧杯中水的沸点低于98℃,即加入食盐后,水的沸点升高。
故答案为:(1)将A铁圈上移;(2)由小到大;水蒸气;(3)见上图;(4)升高。
【变式训练】(2022•沈阳模拟)小虎用图甲的装置,探究水沸腾时温度变化的特点,实验数据记录如表。
(1)图 丙 (选填“乙”或“丙”)中的水正在沸腾。
时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.