Question

8．某物理兴趣小组的三个同学做“观察水的沸腾”实验，他们使用的实验装置分别如图1（1）a，、b、c所示，酒精灯和烧杯均为同一规格．如图2甲、乙、丙是使用这三套实验装置实验后作出的温度随时间变化的图象．
 
（1）用a装置做实验作出的图象是丙图（甲、乙、丙）；用b装置做实验作出图象是甲图；用c装置做实验作出的图象是乙图．
（2）在观察水沸腾实验时，张怡然同学观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中两种情况如图3所示．则图3乙是沸腾前的情景．
（3）图2丙中水的沸点高于100℃的原因是加盖后，水上方的大气压高于一个标准大气压．

Answer 1

分析 （1）根据影响沸点变化的因素最主要的就是质量和气压的变化来确定用a装置做实验作出的图象．
根据水的加热时间不同，从水的质量多少来分析b、c装置做实验作出的图象．
（2）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；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．
（3）沸点与气压之间的关系：液体的沸点随气压的升高而升高．

解答 解：（1）由实验装置abc图可知，a装置烧杯上面加了一个盖，受气压变化影响，水的沸点高于100℃，所以用a装置做实验作出的图象是丙图．
由甲、乙两图象可知，水的初温相同，乙图加热较长时间水才能沸腾，原因可能是水过多，然后比较bc装置可知，c装置总烧杯内的水的质量较多，所以用c装置做实验作出的图象是乙图；则用b装置做实验作出的图象是甲图．
（2）水沸腾之前容器底也会产生气泡，但这些气泡在上升过程中，由于周围的水温度较低，这些气泡中的水蒸气液化成水，故气泡会逐渐减小，即乙图；
而水沸腾时，沸腾是在水的内部和表面同时进行的，故气泡在上升过程中，周围的水也逐渐转化为水蒸气，这些水蒸气会汇集在气泡中，使气泡越来越大，即甲图．
（3）由图2丙知，水的沸点为102℃，高于标准大气压下的沸点100℃，是因为加盖后，水上方的气压变大，使水的沸点升高；
故答案为：（1）丙；甲；乙；（2）乙；（3）加盖后，水上方的大气压高于一个标准大气压．

点评 本题考查水的沸腾实验的灵活应用与变通，读懂题意，根据常识灵活变通是解决此类问题的关键．在观察水的沸腾实验中，想办法减少热量的散失是非常现实的问题，这也充分说明，对一些实验细节的处理，有时会直接影响到实验的效果甚至成败．