Question

【題目】小林同學(xué)要通過如圖所示的裝置通過實(shí)驗(yàn)證明：“氣體液化要放出熱量”．他實(shí)驗(yàn)步驟如下：首先測出水蒸氣的溫度為100℃，測出燒杯中冷水的溫度為t0；過一段時(shí)間后，隨著水蒸氣在試管中液化，熱平衡后，測出試管中液化水的質(zhì)量為m，并測得燒杯中冷水的溫度升高到t1 ． 由此，小林得出水蒸氣液化要放出熱量的結(jié)論．根據(jù)以上敘述，回答下列問題：
（1）小林的實(shí)驗(yàn)存在的問題： ．
（2）針對(duì)小林的實(shí)驗(yàn)存在的問題，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明水蒸氣液化要放出熱量．寫出實(shí)驗(yàn)方案并簡要說明． ．

Answer 1

【答案】
（1）100℃的熱水液化會(huì)放熱
（2）①先用酒精燈將燒瓶中的水加熱到沸騰，然后用導(dǎo)管把水蒸氣通入試管乙的水中，當(dāng)試管乙中的水上升到一定高度后，用溫度計(jì)測量試管乙中水的末溫t1 ， 把t1記錄在數(shù)據(jù)表格中；）②停止加熱燒瓶中的水，把燒瓶中的沸水倒入試管丙中，當(dāng)試管丙中的水面位置和試管乙中水面位置相同時(shí)，用溫度計(jì)測量試管丙中水的末溫t2 ， 把t2記錄在數(shù)據(jù)表格中；③實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)t1＞t2 ， 實(shí)驗(yàn)證明水蒸氣液化放熱．將燒瓶內(nèi)水沸騰時(shí)所產(chǎn)生的水蒸氣通入試管A中，水蒸氣會(huì)液化成水，溫度計(jì)的示數(shù)升高，說明液化是放熱過程．
【解析】解：（1）由于100℃的熱水由于降溫也會(huì)放熱，會(huì)使燒杯中冷水的溫度升高；所以不能單純根據(jù)燒杯中冷水的溫度升高判斷水蒸氣液化要放出熱量．（2）利用同溫度同質(zhì)量的水蒸氣和沸水，給同溫度同質(zhì)量的冷水加熱，比較加熱后的末溫的高低；步驟為：①先用酒精燈將燒瓶中的水加熱到沸騰，然后用導(dǎo)管把水蒸氣通入試管乙的水中，當(dāng)試管乙中的水上升到一定高度后，用溫度計(jì)測量試管乙中水的末溫t1 ， 把t1記錄在數(shù)據(jù)表格中；）②停止加熱燒瓶中的水，把燒瓶中的沸水倒入試管丙中，當(dāng)試管丙中的水面位置和試管乙中水面位置相同時(shí)，用溫度計(jì)測量試管丙中水的末溫t2 ， 把t2記錄在數(shù)據(jù)表格中；③實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)t1＞t2 ， 實(shí)驗(yàn)證明水蒸氣液化放熱．將燒瓶內(nèi)水沸騰時(shí)所產(chǎn)生的水蒸氣通入試管A中，水蒸氣會(huì)液化成水，溫度計(jì)的示數(shù)升高，說明液化是放熱過程．所以答案是：（1）100℃的熱水液化會(huì)放熱；（2）①先用酒精燈將燒瓶中的水加熱到沸騰，然后用導(dǎo)管把水蒸氣通入試管乙的水中，當(dāng)試管乙中的水上升到一定高度后，用溫度計(jì)測量試管乙中水的末溫t1 ， 把t1記錄在數(shù)據(jù)表格中；）②停止加熱燒瓶中的水，把燒瓶中的沸水倒入試管丙中，當(dāng)試管丙中的水面位置和試管乙中水面位置相同時(shí)，用溫度計(jì)測量試管丙中水的末溫t2 ， 把t2記錄在數(shù)據(jù)表格中；③實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)t1＞t2 ， 實(shí)驗(yàn)證明水蒸氣液化放熱．將燒瓶內(nèi)水沸騰時(shí)所產(chǎn)生的水蒸氣通入試管A中，水蒸氣會(huì)液化成水，溫度計(jì)的示數(shù)升高，說明液化是放熱過程．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用液化方法及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案，需要掌握液化的兩種方式：降低溫度和壓縮體積．常用的液化石油氣是在常溫條件下，用壓縮體積的辦法，使它液化儲(chǔ)存在鋼瓶里的．