Question

20．小红同学在做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中：

（1）如图甲所示，她的操作存在错误，请指出其中一个错误：读数时视线未跟液柱的液面相平．
（2）小红纠正所有错误后，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℃，说明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．
（3）若烧杯中水的质量为0.4kg，则从开始计时起加热10min，水所吸收的热量为1.68×10⁴J．[已知C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（4）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：减少水的质量或提高水的初温．
（5）由图乙可得出结论：水在沸腾过程中，要吸热，但温度不变．

Answer 1

分析 （1）在使用温度计时，温度计的玻璃泡不能碰到容器壁或容器底；在进行温度计的读数时，视线要与液柱的上表面相平，不能俯视和仰视．
（2）液体沸腾时，不断吸收热量，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）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．
（4）从给水开始加热到水沸腾需要的时间比较长，根据Q=cm△t知，可能是水的质量太大，可能是水的初温太低，根据出现加热时间长的原因，分析改进措施；
（5）液体沸腾的特点：不断吸收热量，温度保持不变．

解答 解：（1）由图知，温度计的玻璃泡碰到容器底了，这样受容器底温度的影响，测量结果不准确；在读数时俯视，此时测量结果会偏大；酒精灯的外焰未放在杯底的正下方；
（2）水沸腾时，不断吸收热量，温度保持99℃不变，所以水的沸点是99℃．1标准大气压下水的沸点是100℃，气压越高，沸点越高，所以此时小于1标准大气压．
（3）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•℃）×0.4kg×（99℃-89℃）
=1.68×10⁴J；
（4）从给水开始加热到水沸腾需要的时间比较长，说明吸收热量多，根据Q=cm△t知，水的比热不变，可能是水的质量太大，可能是水的初温太低，所以可以减少水的质量或提高水的初温．
（5）水沸腾时，不断吸收热量，温度保持不变．
故答案为：
（1）读数时视线未跟液柱的液面相平；
（2）99；小于；
（3）1.68×10⁴；
（4）减少水的质量或提高水的初温；
（5）吸；不变．

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，从图象中提取有关信息是解决此题的关键．