探究水沸騰隨溫度的變化規律

提出問題你認真觀察過水的沸騰嗎？水在沸騰時有什么樣的特征？水沸騰時的現象及溫度情況各有什么特點?

猜想與假設（1）水加熱時溫度總是升高的.

（2）水加熱時溫度先是升高，沸騰后溫度不變.

（3）水在沸騰時上下翻滾.

（4）水在沸騰時會發出響聲，并會鼓泡泡.

進行實驗1． 根據八年級《物理》（人教版）上冊第86頁的圖4.3-2(如右圖）所示的實驗裝置圖組裝實驗.

2． 在燒杯中倒入溫度較高的熱水，用酒精燈的外焰加熱.

3． 每1min計時一次，并把實驗數據記錄在下表中.

分析討論1． 開始實驗時，水溫在不斷升高，當水沸騰后，繼續加熱，水溫不再變化.故猜想（2）正確.

2． 水沸騰前，燒杯底有氣泡產生，氣泡在上升過程中逐漸減小；水沸騰時上下翻滾，燒杯底有大量氣泡產生，氣泡在上升過程中不斷變大，到水面破裂，并伴隨有響聲.故猜想（3）、（4）正確.

實驗中存在的問題及解決方法由于石棉網的存在，熱傳導和熱輻射效果不佳，水的溫度上升緩慢，實驗時間比較長，沸騰時現象不明顯（如沸騰時劇烈程度不夠等）.

改進方法：可以把大燒杯換成大試管（長約25 cm，直徑4 cm），用酒精燈直接給盛水的大試管加熱（不要加石棉網）直至沸騰.

輔導老師點評1． 隨著溫度的上升，溫度計外表面與燒杯內表面出現了許多氣泡.原因是水中溶解有空氣，當給燒杯加熱后，氣體對水的溶解度降低，逸出的空氣形成氣泡，這些小氣泡受熱膨脹，體積增大，至水面破裂.

2． 繼續加熱，水面以下的氣泡有相當一部分上升至水面，在上升的過程中，氣泡的體積由大變小，這種氣泡的主要成分是水蒸氣.它是內部的水在高溫條件下汽化形成的.由于水不善于傳導熱，此時水溫上下是不一致的，靠近容器底的水溫高，越往上溫度越低，在下部形成的氣泡，上升到溫度低的地方，氣泡中的水蒸氣就會邊上升邊液化，導致氣泡變小甚至消失.

3． 當水溫達到沸點時，觀察到氣泡由杯底上升到水面的過程中，氣泡的體積是由小變大的. 因為此時水的溫度處處相等，氣泡在上升過程中不會液化成水，而水繼續向泡內汽化，水蒸氣使氣泡內的壓強增大，所以氣泡的體積變大，直至水面破裂.

責任編輯 程 哲