Question

4．小红同学在做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中：

类型	凝固点	沸点
水银	-39℃	357℃
酒精	-117℃	78℃

（1）参考表格数据，本实验应选用水银温度计．（选填“水银”或“酒精”）
（2）小红的操作如图甲所示，请指出其中一个错误之处：读数时视线未跟液柱面相平（或“温度计玻璃泡触底”、“酒精灯外焰未正对杯底”．
（3）小红纠正所用错误后，在水温到达89℃时开始每隔2分钟做一次温度记录，并描绘出如图乙所示的图象，根据图象可知水沸腾时的温度为99℃，可能是此时该地大气压小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）1个标准大气压．
（4）若烧杯中水的质量为0.5kg，则从开始计时起加热10min，水所吸收的热量为2.1×10⁴J．[已知C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（5）小红觉得从开始加热到沸腾的时间偏长，请你给她提出一个改进的措施：减少水的质量．

Answer 1

分析 （1）液体温度计的原理是：液体的热胀冷缩性质．这就要求温度计中的液体不能凝固，不能沸腾．
（2）使用温度计测量液体温度时，温度计的玻璃泡要与液体充分接触，不能接触容器底或容器壁；
温度计读数时，视线应与液柱的上表面相平，先确定是零上还是零下，认清分度值，再读数；
（3）1标准大气压下水的沸点是100℃．沸点跟气压有关，气压越高，沸点越高；
（4）从图象中得出水的初温和末温，根据公式Q=cm△t计算出水吸收的热量．
（5）为了缩短实验时间，可以适当减少水的质量、适当提高水的初始温度、加大酒精灯的火焰、给烧杯加盖子等．

解答 解：（1）实验时所选用的温度计要测量沸水的温度，而1个标准大气压下，沸水的温度为100℃，酒精的沸点是78℃，故选水银温度计．
（2）由于温度计读数时，视线应与液柱上表面相平，从图中可以看出，此同学读数时视线没有与液柱上表面相平；同时温度计的玻璃泡碰到了烧杯底部；没有用酒精灯外延对烧杯加热；
（3）如图，水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度保持99℃不变，所以水的沸点是99℃．
一标准大气压下水的沸点是100℃，沸点跟气压有关，气压越低，沸点越低，所以此时大气压小于1标准大气压．
（4）由图象知，水的初温为89℃，末温为99℃，
所以水吸收的热量为：
Q=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×（99℃-89℃）
=2.1×10⁴J．
（5）为了节省时间，可以适当减少水的质量、适当提高水的初始温度、加大酒精灯的火焰、给烧杯加盖子等．
故答案为：（1）水银；（2）读数时视线未跟液柱面相平（或“温度计玻璃泡触底”、“酒精灯外焰未正对杯底”；（3）99；小于；（4）2.1×10⁴；（5）减少水的质量．

点评 此题是“探究水沸腾时温度变化特点”的实验，考查了学生对温度计的使用及读数，水沸腾特点及沸点的概念，同时考查了影响沸点的因素、有关热量的计算及影响加热时间的因素．从图象中提取有关信息是解决此题的关键．