Question

4．小紅同學(xué)在做“探究水沸騰時溫度變化特點(diǎn)”的實驗中：

類型	凝固點(diǎn)	沸點(diǎn)
水銀	-39℃	357℃
酒精	-117℃	78℃

（1）參考表格數(shù)據(jù)，本實驗應(yīng)選用水銀溫度計．（選填“水銀”或“酒精”）
（2）小紅的操作如圖甲所示，請指出其中一個錯誤之處：讀數(shù)時視線未跟液柱面相平（或“溫度計玻璃泡觸底”、“酒精燈外焰未正對杯底”．
（3）小紅糾正所用錯誤后，在水溫到達(dá)89℃時開始每隔2分鐘做一次溫度記錄，并描繪出如圖乙所示的圖象，根據(jù)圖象可知水沸騰時的溫度為99℃，可能是此時該地大氣壓小于（選填“大于”、“小于”或“等于”）1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓．
（4）若燒杯中水的質(zhì)量為0.5kg，則從開始計時起加熱10min，水所吸收的熱量為2.1×10⁴J．[已知C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（5）小紅覺得從開始加熱到沸騰的時間偏長，請你給她提出一個改進(jìn)的措施：減少水的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）液體溫度計的原理是：液體的熱脹冷縮性質(zhì)．這就要求溫度計中的液體不能凝固，不能沸騰．
（2）使用溫度計測量液體溫度時，溫度計的玻璃泡要與液體充分接觸，不能接觸容器底或容器壁；
溫度計讀數(shù)時，視線應(yīng)與液柱的上表面相平，先確定是零上還是零下，認(rèn)清分度值，再讀數(shù)；
（3）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃．沸點(diǎn)跟氣壓有關(guān)，氣壓越高，沸點(diǎn)越高；
（4）從圖象中得出水的初溫和末溫，根據(jù)公式Q=cm△t計算出水吸收的熱量．
（5）為了縮短實驗時間，可以適當(dāng)減少水的質(zhì)量、適當(dāng)提高水的初始溫度、加大酒精燈的火焰、給燒杯加蓋子等．

解答 解：（1）實驗時所選用的溫度計要測量沸水的溫度，而1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，沸水的溫度為100℃，酒精的沸點(diǎn)是78℃，故選水銀溫度計．
（2）由于溫度計讀數(shù)時，視線應(yīng)與液柱上表面相平，從圖中可以看出，此同學(xué)讀數(shù)時視線沒有與液柱上表面相平；同時溫度計的玻璃泡碰到了燒杯底部；沒有用酒精燈外延對燒杯加熱；
（3）如圖，水在沸騰過程中，不斷吸收熱量，溫度保持99℃不變，所以水的沸點(diǎn)是99℃．
一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，沸點(diǎn)跟氣壓有關(guān)，氣壓越低，沸點(diǎn)越低，所以此時大氣壓小于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓．
（4）由圖象知，水的初溫為89℃，末溫為99℃，
所以水吸收的熱量為：
Q=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×（99℃-89℃）
=2.1×10⁴J．
（5）為了節(jié)省時間，可以適當(dāng)減少水的質(zhì)量、適當(dāng)提高水的初始溫度、加大酒精燈的火焰、給燒杯加蓋子等．
故答案為：（1）水銀；（2）讀數(shù)時視線未跟液柱面相平（或“溫度計玻璃泡觸底”、“酒精燈外焰未正對杯底”；（3）99；小于；（4）2.1×10⁴；（5）減少水的質(zhì)量．

點(diǎn)評 此題是“探究水沸騰時溫度變化特點(diǎn)”的實驗，考查了學(xué)生對溫度計的使用及讀數(shù)，水沸騰特點(diǎn)及沸點(diǎn)的概念，同時考查了影響沸點(diǎn)的因素、有關(guān)熱量的計算及影響加熱時間的因素．從圖象中提取有關(guān)信息是解決此題的關(guān)鍵．