Question

12．“观察水的沸腾”实验．

如图甲所示，两名同学分别用完全相同的装置探究“水沸腾时温度变化的特点”，绘制了a、b两杯水温度随时间变化的图象（如图乙）：
（1）实验时烧杯上覆盖硬纸板的目的是减少热量的散失，以便缩短加热时间．
（2）通过分析图象信息可知：水的沸点是98℃，此时大气压小于（选填“大于”“等于”或“小于”）标准大气压．
（3）通过实验得到水沸腾必须满足的条件是①温度达到沸点，②不断吸热．
（4）a、b两杯水加热至沸腾所需时间不同的原因是两杯水的质量不同．
（5）当水沸腾时，水中有一个气泡从A位置（体积V_A）上升至B位置（体积为V_B），则V_A＜V_B（选填“＞”、“＜”或“=”）
（6）另一名同学用如图丙所示的装置来进行实验，在两个相同的试管甲和乙中分别装入质量和初温相同的水，然后将沸腾时产生的水蒸气直接通入试管甲的水中，水蒸气在甲中几乎全部液化（填一种物态变化名称），待甲中的水面上升一段高度后，停止通入水蒸气，测出甲、乙两个试管中水的温度分别为t₁、t₂，发现t₁高于t₂，t₁高于t₂的原因是水蒸气液化放热．

Answer 1

分析 （1）在该实验中，为减少热量的散失，需在烧杯上加盖．
（2）液体沸腾时，温度保持不变，这个不变的温度是液体的沸点；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．
（3）水沸腾必须满足的条件是：温度达到沸点，不断吸收热量；
（4）在实验装置相同的情况下，水的质量越大，升温会越慢，据此分析．
（5）沸腾时的现象，气泡在上升过程中体积逐渐增大，
（6）水蒸气遇冷会发生液化现象，液化放热，据此分析．

解答 解：
（1）实验时烧杯上覆盖硬纸板，这样做是为了减少烧杯中热量的散失，以便缩短加热时间．
（2）由图乙可知，水沸腾时的温度保持98℃不变，所以水的沸点是98℃；标准大气压下，水的沸点是100℃，由于此时水的沸点低于100℃，所以此时的大气压小于标准大气压．
（3）水沸腾必须满足的条件是：温度达到沸点，并不断吸收热量；
（4）在同样加热的情况下，由图乙可知，b杯水的升温较慢，其原因是b杯水的质量多于a杯水的缘故．
（5）水沸腾时，气泡在上升过程中体积逐渐增大，所以B位置气泡的体积大于A位置气泡的体积，即V_A＜V_B；
（6）由题可知，在两个相同的试管甲和乙中分别装入质量和初温相同的水，然后将沸腾时产生的水蒸气直接通入试管甲的水中，水蒸气在甲中遇冷由气态变为液态，即水蒸气液化；因为水蒸气液化放热，所以甲试管中的水吸热升温，导致t₁高于t₂．
故答案为：（1）减少热量的散失；
（2）98；小于；
（3）温度达到沸点；
（4）两杯水的质量不同；
（5）＜；
（6）液化；水蒸气液化放热．

点评 本题是“观察水的沸腾”实验，主要考查了温度随时间变化的图象、沸腾的条件、沸腾时的现象、影响加热时间长短的因素以及液化现象，涉及的知识点比较多，综合性较强．