Question

14．小剛同學研究水的沸騰現象．加熱一段時間后他想測水在這個過程中的溫度，于是他找到家里的溫度計，如圖1所示，

（1）它觀察到該溫度計的分度值為0.1℃，目前其示數為37.8℃，放入水中后，小明便開始讀數，如圖2所示．
（2）小明在此操作過程中有多處錯誤請指出其中兩處：錯誤①：溫度計的玻璃泡碰到容器壁錯誤②：讀數時視線未與液柱上表面相平．
當水溫升到89℃時，小剛開始計時，每隔1min記錄一次水的溫度．然后，小剛根據實驗數據繪制了如圖3所示的溫度隨時間變化的圖象．
（3）小剛觀察到沸騰前和沸騰時水中氣泡上升過程中的兩種情況，如圖4中A、B所示，則圖中B是水沸騰前的情況，圖中A是水沸騰時的情況：
（4）由圖象可以看出，把水從91℃加熱到剛開始沸騰所需時間為4min．水的沸點為99℃．根據圖象可以推斷，如果在其它條件不變的情況下繼續對水加熱1min，則水的溫度是99℃．
（5）由圖象可知水沸騰的規律：水沸騰后吸收熱量，溫度不變．
（6）實驗中發現，水從開始加熱到沸騰的這段時間過長，造成這種現象的原因可能是水的初溫太低．

Answer 1

分析 （1）每一個小格代表的示數即為分度值，根據液面到達的刻度即可讀數；
（2）要解答本題需掌握：溫度計的正確使用方法．
（3）要搞清沸騰前和沸騰時的現象區別：沸騰時有大量氣泡產生，氣泡在上升過程中，體積逐漸增大；沸騰前，氣泡在上升過程中體積逐漸減小．
（4）要會分析水的沸騰圖象，首先找到91℃對應的時間，然后找到開始沸騰時即達到沸點時的時間．從而得出結論．
（5）需要掌握沸點的概念，知道水在沸騰過程中溫度保持沸點不變．
（6）加熱時間過長可以從以下幾個方面考慮：水的初溫、水量多少、火焰大小等．

解答 解：（1）由圖可知：從37℃到38℃共10個小格，每一個小格代表0.1℃，即該溫度計的分度值為0.1℃，液面到達的刻度為37.8℃；
（2）由于環境的溫度不可能和被測液體的溫度相同，所以溫度計在使用的時候不能碰到容器底和容器壁；還有讀數時視線應與液柱上表面相平．放入水中馬上讀數等都是錯誤；
（3）水在沸騰前，水溫較低，底部少部分水汽化為水蒸氣冒出時，又同時有一部分水蒸氣會馬上液化成水，所以氣泡少，且會在上升過程中變小，因此圖B是沸騰前的情形；
水在沸騰時，水溫都達到沸點，水在各個部位同時汽化，因此大量氣泡會在上升過程中逐漸得到補充，加之越往水面液體的壓強越小，因此氣泡會越變越大，形成圖A的情形．   
（4）觀察水的沸騰圖象，從第5分鐘開始，水的溫度保持99℃不變，所以從第5分鐘水開始沸騰，并且沸點是99℃．
當溫度是91℃時，為第1分鐘，在第5分鐘時，開始達到沸點．所以把水從91℃加熱到剛開始沸騰所需時間為5min-1min=4min．水在沸騰過程中溫度不變，所以在其它條件不變的情況下繼續對水加熱1min，水的溫度仍為99℃．
（5）水在沸騰過程中，吸熱但溫度保持不變．
（6）水加熱時間過長可能是水的初溫太低，可以用初溫較高的水開始加熱；也可能是水量太多，可以減小水量；也可能是酒精燈火焰太小，可以增大火焰．
故答案為：（1）0.1℃；37.8℃；（2）溫度計的玻璃泡碰到容器壁；讀數時視線未與液柱上表面相平；（3）B；A；（4）4；99；99；（5）水沸騰后吸收熱量，溫度不變；（6）水的初溫太低．

點評 此題是探究水的沸騰實驗，考查了水沸騰前和沸騰時在現象上的區別，關鍵是氣泡在上升過程中的變化情況，若氣泡增大則為沸騰時；若氣泡減小則為沸騰前．同時考查了對水的沸騰圖象的分析，要能夠從圖象上總結出水的沸點及沸騰過程中的特點．