汽化 液化典例剖析

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  水的沸点是学生非常熟悉的现象,近年很多省市的中考物理试题,以沸腾为素材,考查物理知识,且分值较高。如何成竹在胸,顺利答题,下面举例解析,以供参考。
  例1(江苏省泰州市)为了研究水的沸腾,小文观察了水在加热过程过程中温度随加热时间的变化情况,并记录了有关数据如下表:
  
  (1)请根据记录的数据在图1中先描点,再用平滑的曲线画出水的沸腾图象。
  (2)根据图象可知,水的加热过程有以下特点:(写出3点即可)
  ①____________________________________________;
  ②____________________________________________;
  ③____________________________________________。
  解析(1)表格个中记录的数据是给水加热过程中水温随时间的变化情况。要求运用数学方法分别在坐系上找出表中数据一一对应的各点。再用平滑的曲线将各点逐一连接起来,就做成了水的沸腾图象。
  (2)观察水的沸腾图象,直观地可以看出:一是总体趋势是随着加热时间的延长;水温在是升高。二是水温最后升高到99℃并不再升高。
  若对相关数据做进一步分析,即可注意到温度变化的快慢特点:开始记录时水温问90℃,加热1min,水温已是92℃;继续加热到7min、8min、9min时,虽然要不断地给水加热,水不停地吸热,但是水温保持在99℃并不升高。不难发现现前3min内,每加热1min,水温升高2℃;而中间3min内,每加热1min,水温仅升高1℃;最后3min,虽在加热,但水温不升。表明是在沸腾前温度上升是先快后慢。开始加热,水吸热,温度升高,但并不沸腾;只有当温度升高到99℃时,继续加热,水就开始沸腾了,水沸腾应具备两个条件:一是吸热,二是温度需达到沸点。水沸腾时温度(即为沸点)为99℃,说明水面上方的气压低于一个标准大气压。
  答案(1)如图2所示(说明:不刻意要求所画曲线平滑,只要能大致看出规律即可)
  (2)特点:沸腾前吸热,温度上升;沸腾时吸热,温度不变;沸点为99℃;沸点低于100℃;液面气压小于1标准大气压;不是纯水;沸腾前温度上升先快后慢。
  点评关于数据和图象的变化特点,关注“变化快慢”,是近年来中考的热点之一,同学们应认真的想一想,悟一悟。
  例2(广西桂林市)常用液体温度计是利用液体的性质制成的。如图3所示,是小亮同学在做“观察水的沸腾”实验时的装置,如果想要节约一些酒精灯的燃料,并适当缩短实验时间,则可行的一种方法是
  。
  当烧瓶内的水沸腾后把酒精灯移开,水将不再沸腾。请你写出两种使瓶内的水再沸腾起来的方法。(用酒精灯加热除外)
  ① ;
  ② 。
  解析温度计的液体受热体积膨胀,液面上升,遇冷体积收缩,液面便下降。常用液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的。
  观察水的沸腾实验中节约燃料、把握时间是关键,有的学生在做实验时,整整一节课的时间,用酒精灯猛烧,到了下课,水还没有沸腾,不得要领,实验失败只有扫兴而回。欲想节约燃料,所烧水的质量不可太多,水太多势必浪费燃料;烧瓶中水的初温不能太低,最好用温水或热水进行实验;使用酒精灯还要讲究技巧,必须利用其外焰烧水,因为外焰的温度最高。移走酒精灯,要使已经停止沸腾的水再次沸腾起来,就要改变液面上方的气压。水的沸点随气压的降低而减小,因移去酒精灯后水停止沸腾并且温度降低,水在较低的温度下要沸腾,必须降低液面上的气压,其具体做法可以是:密封烧瓶并往外抽气以降低气压使水沸腾;密闭后再将烧瓶倒置,并向烧瓶上倒冷水,让烧瓶内的那部分气体降低温度,体积收缩,减小压强,使水再次沸腾。
  答案热胀冷缩;减少水的质量(用热水等);
  ①密闭容器并抽气;②密闭后再将烧瓶倒置,并想烧瓶上倒冷水
  点评做观察水的沸腾实验时,有的同学因浪费酒精,延误时间,导致实验不能当堂完成,实验中实验会遇到的问题竟变成了考题,在观察物理现象中发现问题并尝试解决,这正是科学研究的体现。
  (责任编辑 覃敬川)
  
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