内容正文:
专题十六 探究水沸腾的实验
1.在探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验中。十分钟练习
(1)安装实验器材时,应先安装 (选填“A”或“B”);
(2)如图乙所示是水的温度与时间关系的图象,根据图象可知:实验中水的沸点是 ;
(3)在煮饺子时,往锅里加入一些冷水,锅内的水就停止了沸腾,这是因为 (选填“水的温度低于沸点”或“水停止了吸热”)。
2.小芳用如图甲所示的装置“探究水沸腾时温度变化特点”的实验。
(1)安装完相关器材后,小芳发现图甲中温度计与烧杯底接触,需重新调节 (选填“A”或“B”)的高度;
(2)纠正错误后,为了方便读出温度计的示数,小芳将温度计从水中拿出来进行观察读数如图乙,说明此时气压 标准大气压(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)同组的小阳用相同的火力,选择了初温不同的甲、乙两杯水,做了两次实验,绘制成图丙的a、b两条图像,聪明的小阳分析造成a、b图像不同的原因是两次实验所用水的质量不同 (选填“大于”或“小于”)。
3.探究水的沸腾实验:
(1)实验过程中,依据观察到的 现象,判定水开始沸腾;
(2)安装好实验器材后,为缩短实验时间,小明在烧杯中倒入热水,温度计示数如图乙所示,此时温度计的示数为 ℃;
(3)在水温升高到90℃后,小明每隔1min观察1次温度计的示数,记录在表中,直至水沸腾,如此持续8min后停止读数;
①在第7min小明忘记记录数据,此时的水温应为 ℃;
②小明观察到:沸腾时水中气泡的情形为图丙中 图(填“C”或“D”);
③请你根据表格中的数据,在图丁所示的坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像。( )
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
…
温度/℃
90
92
94
96
98
99
99
99
…
(4)通过实验可知,水沸腾时,温度 (填“逐渐升高”“保持不变”或“逐渐降低”);停止加热,水不能继续沸腾,说明沸腾过程中水需要继续 ;
(5)水沸腾时,杯口附近出现大量“白气”,“白气”是水蒸气遇冷 (填物态变化名称)形成的。
4.小明用图-1所示的装置探究“水沸腾前后温度变化的特点”。
(1)组装实验装置时,要保证用酒精灯的外焰加热,应先调整 (选填“烧杯”或“温度计”)的位置;
(2)实验中观察到水中气泡上升过程的现象如图-2所示,这是水 (选填“沸腾前”或“沸腾时”)的现象;
(3)根据实验数据绘制出温度随时间变化的图像,如图-3所示。分析图像可知:水在沸腾过程中温度 ;
(4)实验结束后撤去酒精灯,小明观察到水继续沸腾了一小会儿,由此小明认为水沸腾时不需要吸热。小明得出错误结论的原因可能是 。
5.在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中,甲、乙两组同学用如图甲所示的实验装置分别同时开始加热水,并同时开始记录加热时间和水的温度。
(1)实验中,某时刻温度计示数如图乙所示,此时水的温度是 ℃。
(2)实验中,观察到水中气泡上升的情形如图丙所示,表明水 (选填“没有”或“已经”)沸腾。
(3)图丁是两组同学分别根据实验数据绘制的水沸腾时温度随时间变化的图像,由图像可知水沸腾时的温度变化的特点是 ;由图像还可以看出,甲、乙两组图像不同的原因是水的 不同。
参考答案
1.(1)B
(2)99
(3)水的温度低于沸点
【详解】(1)因为要用酒精灯的外焰加热,故连接实验装置是从下至上,所以应先安装酒精灯,即图甲中的B。
(2)根据图乙中信息,水的温度为99℃时吸收热量但温度不在变化,所以水的沸点为99℃。
(3)液体沸腾的条件是达到沸点,且继续吸热;在煮饺子时加入一些冷水,水温降低,低于水的沸点,所以锅内的水就停止了沸腾。
2.(1)A
(2)大于
(3)大于
【详解】(1)由于酒精灯加热液体是用酒精灯的外焰加热的,因此B不可往下调节,否则变成用酒精灯的内焰加热;也不可向上调节,否则温度计还是会继续触碰到容器底部,因此只能向上调节A。
(2)温度计不能离开被测液体读数,若离开被测液体读数会导致玻璃管内的液柱下降,所读示数比实际值小,而图中离开水面的温度计的示数为100℃,说明水沸腾时的实际温度是大于100℃。而水的沸点与气压有关,气压越大,水的沸点越高;一个标准大气压下水的沸点是100℃,所以沸腾时的温度大于100℃说明此时的气压大于一个标准大气压。
(3)a的初始温度比b的初始温度高,但是a、b同时沸腾,说明b的升温比a要快。因为用同样的热源加热水,质量越少的水升温越快,所以b的质量会比较少,因此ma大于mb。
3. 见解析 68 99 C 保持不变 吸热 液化
【详解】(1)[1]实验过程中,水的内部产生的大量气泡,在上升的过程中越来越大,到水面破裂,说明水开始沸腾。
(2)[2]由图乙可知,温度计的分度值是1℃,所以其温度68℃。
(3)①[3]由表中数据可知,水的温度保持98℃不变,所以水的沸点是99℃,故水在第7分钟仍是99℃。
②[4]C图中气泡在上升过程中体积不断增大,所以是沸腾时的现象。D图气泡在上升过程中体积减小,所以是沸腾前的现象。
③[5]根据表格中的数据,描点并用平滑的曲线连接起来。图象如下:
(4)[6][7]通过实验可知,水沸腾时温度保持98℃不变;停止加热,水不能继续沸腾,说明沸腾过程中水需要继续吸热。
(5)[8]“白气”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴。
4. 烧杯 沸腾时 不变 烧杯的温度略高于水的沸点
【详解】(1)[1]组装实验装置时,要保证用酒精灯的外焰加热,而且温度计的玻璃泡要浸没在水中且不能碰到烧杯底部,应按自下而上的顺序来组装器材,所以,应先调整烧杯的位置。
(2)[2]水沸腾时,水中气泡在上升过程中不断有水汽化变为水蒸气进入气泡,使气泡体积变大,所以,图中反映的是水沸腾时的现象。
(3)[3]由图像可知,水沸腾时的温度一直保持在98℃,所以,水在沸腾过程中温度保持不变。
(4)[4]实验结束后撤去酒精灯,小明观察到水继续沸腾了一小会儿,可能是因为烧杯的温度略高于水的沸点,短时间内水可以继续从烧杯中吸热来维持沸腾,不能说明水沸腾时不需要吸热。
5. 96 已经 温度保持不变 初温
【详解】(1)[1]由图乙可知,温度计分度值为1℃,读数为96℃。
(2)[2]由图知,气泡上升过程中由小变大,是上升过程中水不断汽化的结果,故是水沸腾后的现象。
(3)[3]由图丁可知,水沸腾时的图像特点是一条平行于时间轴的线段,观察图像可知水温达到98℃后,温度随着时间不再升高,所以水沸腾时的温度变化的特点是温度保持不变。
[4]由题意可知,实验是采用完全相同的实验装置同时加热等质量的水,所以甲、乙实验水的质量相同、相同时间内吸收的热量也相同。观察图像,当温度达到98℃时,甲用时6min,乙却用时8min,说明水从开始加热到开始沸腾时间不同,根据图像可得,甲、乙实验虽然控制了水的质量相同、相同时间内吸收的热量相同,但没有控制初始温度相同,甲的初始温度大于乙,所以造成了甲先沸腾,乙后沸腾的结果。
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