Question

3．王明同学在做“水的沸腾”实验时，用酒精灯给烧杯中的冷水均匀加热时，看见温度的示数渐渐上升．他突然想到这样一个问题，在水沸腾前，温度计示数上升速度是否是均匀的呢？由此他提出了下列几种猜想：
猜想1：温度计示数上升速度先快后慢；
猜想2：温度计示数上升速度先慢后快；
猜想3：温度计示数上升速度先慢后快再慢；
猜想4：温度计示数上升速度是均匀的．
（1）如上图甲，他在操作过程中有何不妥之处温度计的玻璃泡靠到了杯底；
（2）根据甲图中气泡变化情况可以推知此时水正在沸腾（填“正在”、“将要”）．
（3）他纠正错误后认真进行了实验，并根据实验数据，并作出了如乙图所示的温度随时间变化的图象，由此验证了猜想3，你认为产生这种现象的原因是D．
A．整个过程酒精灯火焰忽大忽小，放热不均匀
B．可能开始加热时有纸盖减少了热量的损失；
C．水开始汽化较慢，带走的热量少；
D．开始要加热石棉网和烧杯，后来水温较高时散热变快
（4）若王明同学做此实验时，发现无论加热多长时间，水始终都不能沸腾，你认为原因可能是没有用外焰加热（写出一条即可）．
（5）为了缩短实验时间可以采取的方法有提高水的初温（写出一条即可）．

Answer 1

分析 （1）温度计在使用时一定不能把温度计玻璃泡触烧杯底部或烧杯壁；
（2）水沸腾前和沸腾时都会从水底冒出气泡，但一种缓慢、一种剧烈，且在温度和形态变化上也有不同；
（3）一开始加热，水的温度上升的比较快，随着时间的延长，温度上升的越来越缓慢，到达沸点后，温度保持不变；
（4）发现无论加热多长时间，水始终都不能沸腾，可能是火力不足，可能是环境温度太低，可能是散热面积太大等；
（5）要解决此题，首先要知道加热时间与水的多少、是否给烧杯加盖、水的初温有关．水的量越少、水的初温越高，达到沸点所吸收的热量越少，所以加热时间越少．同时给烧杯加盖，可以减少热量的损失，缩短加热时间．

解答 解：（1）测量液体温度时，温度计玻璃泡不能碰到烧杯底部或烧杯壁，故据图可知，此时的不妥之处是温度计的玻璃泡靠到了杯底；
（2）水在沸腾时，各处水温都达到沸点，水在各个部位同时汽化，因此大量气泡会在上升过程中逐渐得到补充，加之越往水面液体的压强越小，因此气泡会越变越大，由图可知，此时是水沸腾时的情况．
（3）温度计示数上升速度先慢后快再慢，原因是开始要加热石棉网和烧杯，所以水温上升较慢，然后水温上升加快；而水温较高时，由于水温和环境温度相差较大，散热较快，同时水的汽化速度较快，汽化需要吸热，所以水温上升又放慢，故实验验证了猜想3，原因如D所述．
（4）发现无论加热多长时间，水始终都不能沸腾，可能是火力不足，即可能是由于没有用外焰加热，可能是环境温度太低，可能是散热面积太大等；
（5）从造成加热时间过长的原因入手可以知道，减少加热时间可以采取：减少水的质量、提高水的初温、加盖、调大酒精灯的火焰等方法．
故答案为：（1）温度计的玻璃泡靠到了杯底； （2）正在；（3）3；D；（4）没有用外焰加热；（5）提高水的初温；

点评 此题是观察水的沸腾实验，实验中要用温度计测量温度，所以考查了温度计的使用．一定要掌握温度计的使用规则，正确使用，在读数时，要注意温度计的分度值．同时考查了沸点和气压之间的关系．