Question

14．小林同學(xué)要通過如圖所示的裝置通過實驗證明：“氣體液化要放出熱量”．他實驗步驟如下：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）小林的實驗存在的問題：100℃的熱水液化會放熱．
（2）針對小林的實驗存在的問題，請你設(shè)計實驗證明水蒸氣液化要放出熱量．寫出實驗方案并簡要說明．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，當試管乙中的水上升到一定高度后，用溫度計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，當試管丙中的水面位置和試管乙中水面位置相同時，用溫度計測量試管丙中水的末溫t₂，把t₂記錄在數(shù)據(jù)表格中；
③實驗發(fā)現(xiàn)t₁＞t₂，實驗證明水蒸氣液化放熱．將燒瓶內(nèi)水沸騰時所產(chǎn)生的水蒸氣通入試管A中，水蒸氣會液化成水，溫度計的示數(shù)升高，說明液化是放熱過程．．

Answer 1

分析 （1）掌握晶體在熔化過程中的特點：吸熱溫度保持不變；
根據(jù)圖線的變化趨勢的快慢判斷升溫的快慢；
液態(tài)升溫后達到沸點后沸騰，溫度保持不變；
（2）①水蒸氣遇冷會液化成小水珠，使管壁變模糊；
②水在沸騰過程中溫度保持不變；
（3）水蒸氣遇冷會液化成水，此過程放出熱量．

解答 解：（1）由于100℃的熱水由于降溫也會放熱，會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，當試管乙中的水上升到一定高度后，用溫度計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，當試管丙中的水面位置和試管乙中水面位置相同時，用溫度計測量試管丙中水的末溫t₂，把t₂記錄在數(shù)據(jù)表格中；
③實驗發(fā)現(xiàn)t₁＞t₂，實驗證明水蒸氣液化放熱．將燒瓶內(nèi)水沸騰時所產(chǎn)生的水蒸氣通入試管A中，水蒸氣會液化成水，溫度計的示數(shù)升高，說明液化是放熱過程．
故答案為：（1）100℃的熱水液化會放熱；
（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，當試管乙中的水上升到一定高度后，用溫度計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，當試管丙中的水面位置和試管乙中水面位置相同時，用溫度計測量試管丙中水的末溫t₂，把t₂記錄在數(shù)據(jù)表格中；
③實驗發(fā)現(xiàn)t₁＞t₂，實驗證明水蒸氣液化放熱．將燒瓶內(nèi)水沸騰時所產(chǎn)生的水蒸氣通入試管A中，水蒸氣會液化成水，溫度計的示數(shù)升高，說明液化是放熱過程．

點評 此題是“探究物質(zhì)的熔化規(guī)律”的實驗，考查液體沸騰過程中的特點，同時考查了液化及其特點．