版块3 物态变化 专题3-5 探究液体沸腾实验问题 （教师版） 初中物理尖子生自主招生培优讲义83讲

专题3-5 探究液体沸腾实验问题 知识·解读 本实验在初中物理实验中占有重要地位，也是中考经常出现的实验题。 解题时，要把握以下几点： （1）知道水沸腾的条件是达到沸点，继续吸热； （2）知道水沸腾前气泡上升越来越小，沸腾时气泡上升越来越大，至液面破裂； （3）知道装置的安装顺序是自下而上； （4）知道使水尽快沸腾的方法： ①加水要适量，尽量少些； ②在烧杯中加水； ③适当加大酒精灯的火焰； ④沸腾前加热过程中，可在烧杯上加盖； （5）知道气压与沸点的关系是气压越高，沸点越高。 典例·解读 例1、在“探究水的沸腾”实验中。 (1)安装实验器材时应按照________(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行。 (2)水沸腾时，准确测量的温度计示数如图甲所示，则水的沸点为________℃，当时的大气 压________(选填“高于”“等于”或“低于”)标 准大气压。 (3)、b 两组同学绘制的温度随时间变化的图象如图乙 所示，由图象可得：水在沸腾过程中需要________ 热量，温度________。通过图象可知，b 组加热到 沸腾所用时间较长，请写出一个可能原因：_______ __________________。 第 1 页 / 共 5 页 【答】(1)自下而上 (2)98 低于 (3)吸收 保持不变 水的质量较大或酒精灯火焰较小 【解析】(1)安装实验器材时，由于要考虑到酒精灯的高度及温度计的液泡都要浸没在水中，所以应自 下而上进行安装。 (2)从温度计的示数可读出此时液面停在98 的位置处，而标准大气压下沸水的温度为 100℃，所以此时的气压比标准大气压要低。(3)从图乙中可看出当水沸腾时，虽然吸收了 热量，但温度却保持不变；从图中的、b 两图线可看出它们的沸点一致，只是到达沸点的 时间不同，所以可能是水的质量不同或酒精灯的火焰不一致。 例2、某小组在做“探究水的沸腾”实验时，实验装置如图甲所示。 (1)图甲中、B、三种读温度计示数的方法正确的是______________；图乙中，表示水在沸 腾时的现象是其中的____________(选填“左”或“右”)图。 (2)根据实验记录的数据，作出了水的温度随时间变化的图象，如图丙所示，由图象可知， 在当时条件下，水的沸点是________℃，说明此时的大气压________________(选填 “大于”“等于”或“小于”)1 标准大气压。 (3)为了说明水沸腾过程中是否需要吸热，应______________，观察水是否继续沸腾。 (4)水沸腾时，杯口附近出现大量“白气”，“白气”是水蒸气遇冷____________________ __(填物态变化名称)形成的。 【答】(1)B 左 (2)99 小于 (3)停止加热 (4)液化 【解析】本题考查水的沸腾实验。 (1)温度计读数时，视线要与液柱的上表面保持水平，故、错误，B 正确；由图乙知，左图气 泡在上升过程中体积逐渐变大，是沸腾时的图象，右图中气泡在上升过程中体积逐渐变 小，是沸腾前的图象； (2)由实验数据知，水在沸腾过程中，吸热温度保持不变，水沸腾时的温度是99℃，所以水 的沸点是99℃。由于沸点小于100℃，所以此时的气压小于标准大气压； (3)为了说明水沸腾过程中是否需要吸热，应停止加热，观察水是否继续沸腾； (4)水沸腾时，烧杯口上方有大量的“白气”产生，这主要是水蒸气液化形成的。 第 2 页 / 共 5 页 【应考关键】 1 探究固体熔化时温度的变化规律： (1)加热方法：利用水浴法加热，使固体受热均匀。 (2)图象分析：加热时，有一段时间温度不变的固体为晶体，对应的温度为熔点。 (3)状态确定：低于熔点时为固态，高于熔点时为液态，等于熔点时为固液共存态。 2 探究水的沸腾： (1)记住沸腾前后气泡的区别：沸腾前，气泡上升过程中不断减小，且气泡的总量较少；沸腾后，气 泡上升过程中不断增大，且气泡总量较多。 (2)水沸腾时，继续加热，温度保持不变，此温度即为水的沸点。 (3)决定加热至沸腾所需时间的三个因素：水质量的多少、水的初温、火焰的大小。 (4)水的沸点并不一定是100℃，它与水面上方的气压有关。水面上方的气压越低，沸点越低。 培优·训练 1、关于“观察水的沸腾”实验，以下描述中正确的是（ ） 开始加热时，水中就有大量气泡产生 B 沸腾时，气泡在上升过程中体积逐渐变大 沸腾时，水的温度不断升高 2、小明在实验室探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验： （1）实验装置如图甲所示，该装置中有一处明显错误是：______________________。 （2）另外两组同学选用相同的实验装置完成该实验，他们分别绘制了温度随时间变化的 图象如图乙所示，得到、b 两个不同图象的原因可能是____________。 （3）如表是实验过程中不同时刻的温度记录，小明由于粗心大意记错了一个实验数据， 你认为错误的数据是第______m 时水的温度，你这样判断的依据是_________________ ___________________。 时间/m … 8 9 10 11 12 13 14 … 第 3 页 / 共 5 页 温度/℃ … 96 97 98 98 95 98 98 … （4）改正数据后，小明根据实验数据判断出实验室内水的沸点，那么在当时的实验室环 境下，99℃的水将处于______态。 （5）温度计刚放入热水时，表面变得模糊，看不清示数，是由于水蒸气在温度较低的温 度计表面成小水珠______造成的。 3、在做“观察水沸腾”的实验时，甲、乙、丙三组同学分别从图中的、B 两套器材中任 选一套来完成实验：（实验室已准备多套、B 装置） （1）甲组同学发现所测水的沸点高于100℃，他们选择的是______（填“”或“B”）套 装置。 （2）乙、丙两组同学虽然选用的实验装置相同，但水开始沸腾的时刻不同，他们绘制的 沸腾图象如图所示：、b 两种图象不同的原因是水的______不同。 （3）通过分析图象，归纳出水沸腾的特点是：①____________ ②____________ 。 （4）小天发现水在沸腾过程中，产生的气泡体积在上升过程中______（选填“变大” “变小”或“不变”）。 4、 在“观察水的沸腾”实验中，某实验小组观察到水沸腾前和沸腾时水中 气泡的上升情况如下图所示， （1）图中是水在沸腾时的情况．实验过程中记录_____的数据如表所示： （2）从记录数据可得出的实验结论是：水沸腾时的温度是_____℃． 时间t/m … 4 5 6 7 8 9 10 11 … 温度t/℃ … 90 91 93 97 98 98 98 98 … （3）根据实验数据可知水的沸点与水中标准大气压下的沸点100℃相比有明显的差异， 如果测量方法正确，你认为造成差异的原因可能是_________________________． （4）实验中水加热时间过长，其原因可能是_______________．（写出一种即可） 第 4 页 / 共 5 页 专题3-5 探究液体沸腾实验问题 例1、【答】(1)自下而上 (2)98 低于 (3)吸收 保持不变 水的质量较大或酒精灯 火焰较小 【解析】(1)安装实验器材时，由于要考虑到酒精灯的高度及温度计的液泡都要浸没在水中， 所以应自下而上进行安装。 (2)从温度计的示数可读出此时液面停在98 的位置处，而标准大气压下沸水的温 度为100℃，所以此时的气压比标准大气压要低。(3)从图乙中可看出当水沸 腾时，虽然吸收了热量，但温度却保持不变；从图中的、b 两图线可看出它们 的沸点一致，只是到达沸点的时间不同，所以可能是水的质量不同或酒精灯的 火焰不一致。 例2、【答】(1)B 左 (2)99 小于 (3)停止加热 (4)液化 【解析】本题考查水的沸腾实验。 (1)温度计读数时，视线要与液柱的上表面保持水平，故、错误，B 正确；由图乙 知，左图气泡在上升过程中体积逐渐变大，是沸腾时的图象，右图中气泡在 上升过程中体积逐渐变小，是沸腾前的图象； (2)由实验数据知，水在沸腾过程中，吸热温度保持不变，水沸腾时的温度是 99℃，所以水的沸点是99℃。由于沸点小于100℃，所以此时的气压小于 标准大气压； (3)为了说明水沸腾过程中是否需要吸热，应停止加热，观察水是否继续沸腾； (4)水沸腾时，烧杯口上方有大量的“白气”产生，这主要是水蒸气液化形成的。 专题提升训练 1B 2、（1）温度计的玻璃泡碰到了容器壁 （2）水的质量不同 （3）12 水沸腾的特点是： 继续吸热，但温度保持不变 （4）气 （5）液化 3、（1）B （2）质量 （3）不断吸热 温度保持不变 （4）变大 4、（1）甲 （2）98 （3）液体上方气压低于一个标准大气压 （4）水的质量过大 第 5 页 / 共 5 页