Question

13．小明为探究冰熔化和水沸腾时温度变化的特点，在实验室进行了探究实验．根据测量结果他画出了相关图象，如图a、b所示．

（1）这两个实验都需要用到的测量仪器是温度计和秒表．
（2）小红观察到水中产生大量的气泡，不断上升变大，到水面破裂开来，图甲则水的沸点是98℃，此时实验室的大气压低于1个标准大气压（选填“高于”、“等于”或“低于”）．要使水温继续上升，可采用的办法是给烧杯加盖子．
（3）在图a中，AB段与CD段的倾斜程度不同，这是因为冰的比热容比水的比热容小．
（4）小红同学又认真观察了家里烧开水的过程，发现当水沸腾时，壶嘴口不断有“白气”出现；但通过进一步的仔细观察却发现出现“白气”的位置总是与壶嘴口有一小段距离，在水壶嘴口位置却几乎看不见“白气”（如图乙所示）．请你用所学的物理知识解释上面的两个现象．

Answer 1

分析 （1）冰熔化和水沸腾实验需要不断吸热，实验过程中，需要用温度计测量温度，还需要用秒表来记录时间；
（2）根据温度计的分度值和液柱的位置读数示数；液体沸点与气压有关，随气压的升高而升高，随气压的降低而降低，在标准大气压下水的沸点是100℃；
（3）升温快慢与物质不同状态下的比热容有关．
（4）物理学中把物质从气态变成液态称为液化，液化过程需要放热．

解答 解：（1）由于晶体熔化和水沸腾这两个实验，都需要对冰和水进行加热，所以，除需要用温度计测量温度的变化外，还需要用秒表来记录时间．
（2）由图甲可知，温度计的分度值为1℃，此时温度计的示数即水的沸点是98℃，小于100℃，说明此实验室的大气低于标准大气压；要使水温继续上升，可采用的办法是增大气压，给烧杯加盖子．
（3）由图象可以看出，升高相同的温度，冰比水用的时间短，所以冰比水吸热升温快，原因是冰的比热容比水的比热容小．
（4）在离壶嘴一小段距离的位置不断有“白气“出现，这是水蒸气遇到比较冷的空气液化成小水珠，但在水壶嘴口位置什么也看不见，这是因为水壶嘴口位置温度比较高，喷出的水蒸气无法放热液化所致．
故答案为：（1）秒表；（2）98；低于；给烧杯加盖子；（3）冰的比热容比水的比热容小；
（4）在离壶嘴一小段距离的位置不断有“白气“出现，这是水蒸气遇到比较冷的空气液化成小水珠，但在水壶嘴口位置什么也看不见，这是因为水壶嘴口位置温度比较高，喷出的水蒸气无法放热液化所致．

点评 此题考查了沸点与熔点的判断、沸点与气压间关系以及冰和水比热容大小的判断，同学们要学会观察图象，分析实验，总结规律．