Question

20．小华同学利用如图所示的装置做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验：
（1）组装实验装置时，石棉网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置放置非常重要．实验时，应当先调整固定铁圈的位置（选填“铁圈”或“铁夹”）；
（2）用图示装置进行实验，为了缩短将水加热至沸腾的时间，请你设计一个合理的方法提高水的初温；
（3）小华在实验过程中记录的数据如下表

时间/min	0	1	2	3	4	5	6	7	8
温度/℃	88	90	92	94	96	98	98	98	98

分析上表记录的实验数据，可知水沸腾时的温度为98℃；
（4）若烧杯中水的质量为100g，则从计时开始到水沸腾的过程中，水的内能增大（选填“增大”、“减小”或“不变”），水所吸收的热量为4.2×10³J．[已知c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）因为在实验中需要用酒精灯的外焰加热，所以应从下向上固定实验器材的位置；
（2）掌握影响加热时间的因素：水的多少、水的初温及是否加盖等；
（3）掌握水沸腾时的特点，知道水沸腾过程中吸热但温度保持不变．而水沸腾时的温度叫做沸点．
（4）内能的大小和物体的温度有关，温度升高内能增大；知道水的质量和温度的变化以及比热容，根据Q=cm△t求出吸收的热量．

解答 解：（1）在实验中需要用酒精灯的外焰加热，所以应先确定铁圈的高度；
（2）在实验中，向烧杯内倒入热水，提高水的初温（或用热水、适当减少水的质量、增大火力等），这样可以缩短将水加热至沸腾所需的时间；
（3）由表格中数据可以看出，在加热到第5min、6min、7min、8min时，水的温度为98℃保持不变，所以水的沸点应为98℃；
（4）从计时开始到水沸腾的过程中，水的温度升高，内能增大；
水吸收的热量：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.1kg×（98℃-88℃）=4.2×10³J．
故答案为：（1）铁圈；
（2）提高水的初温（或用热水、适当减少水的质量、增大火力）；
（3）98；
（4）增大；4.2×10³．

点评 此题是探究水的沸腾实验，考查了探究实验的过程及方法，水沸腾时的特点，内能与温度的关系以及热量的计算，是一道热学综合题目．