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一、实验目的
用酒精灯加热水,探究水沸腾时温度随时间的变化特点,认识沸点与
“沸腾时温度不变、继续吸热”,并了解沸点随液面气压减小而降低。
二、实验原理
- 沸腾:在液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
- 沸腾前:底部受热产生少量气泡,上升途中遇冷体积变小;温度持续升高。
- 沸腾时:大量气泡上升、体积变大,到水面破裂;温度保持不变(=沸点),但继续吸热。
- 沸点与气压:液面气压越小,沸点越低(如高原地区沸点低于 100 ℃)。本课件用 p 表示大气压(标准 ≈ 1.00 atm),沸点近似 Tb ≈ 100·p0.2 ℃。
- 图像法:横轴时间 t / min,纵轴温度 T / ℃,沸腾时曲线出现水平段。
沸腾特点:温度不变(=沸点)、继续吸热。
沸点随气压:p 减小 → Tb 降低(标准大气压下 Tb=100 ℃)。
三、实验器材
水、烧杯、温度计(量程 −20~110 ℃,分度值 1 ℃)、停表、酒精灯、铁架台、石棉网;
本互动课件(拖时间看沸腾曲线 + 拖气压看沸点变化 + 气泡动画)。
四、实验步骤
- 组装装置,温度计玻璃泡浸没在水中、不碰杯底与壁。
- 拖动“加热时间”滑块推进时间:观察升温→沸腾,曲线在沸点处出现水平段;右侧观察气泡变化。
- 拖动“液面气压”滑块改变气压,看沸点线上下移动(气压小→沸点低),沸腾平台随之降低。
- 点“📌 记录”把当前 (t, T, 状态, 气压) 写入下表,绘制沸腾图像。
- 归纳:沸腾时温度不变、继续吸热;沸点随气压变化。
五、互动模拟(拖时间/气压 · 沸腾曲线 + 气泡)
💡 拖“加热时间”看升温到沸点平台;拖“液面气压”看沸点随气压升降;右侧气泡:沸腾前小且上升变小,沸腾时大且上升变大。
0.0 min
1.00 atm
液面气压:1.00 atm;沸点:100.0 ℃
温度:25.0 ℃ 状态:加热中(未沸腾)
提示:沸腾时温度不变、继续吸热;气压越小沸点越低。
六、数据记录
| 次数 | 时间 t / min | 温度 T / ℃ | 气压 p / atm | 状态 |
| 点“📌 记录”把当前读数写入下表 |
建议记录:沸腾前、刚沸腾、沸腾中(平台多点)、以及不同气压下的沸点。
七、探究结论
- 水沸腾前温度持续升高,底部气泡上升途中变小。
- 水沸腾时温度保持不变(=沸点),大量气泡上升变大到水面破裂,且继续吸热。
- 沸点随液面气压变化:气压减小,沸点降低(标准大气压下沸水 100 ℃)。
八、注意事项
- 温度计玻璃泡要完全浸没在水中,不碰杯底与壁。
- 沸腾时温度保持不变,但仍须继续加热(吸热)才能维持沸腾。
- 沸点与气压有关:高山(低压)上烧水不到 100 ℃ 就沸腾,食物不易熟。
- 读数视线与液柱上表面相平,估读到 0.1 ℃。