探究水沸腾随温度的变化规律

蔡建宏

提出问题你认真观察过水的沸腾吗？水在沸腾时有什么样的特征？水沸腾时的现象及温度情况各有什么特点?

猜想与假设（1）水加热时温度总是升高的.

（2）水加热时温度先是升高，沸腾后温度不变.

（3）水在沸腾时上下翻滚.

（4）水在沸腾时会发出响声，并会鼓泡泡.

进行实验1． 根据八年级《物理》（人教版）上册第86页的图4.3-2(如右图）所示的实验装置图组装实验.

2． 在烧杯中倒入温度较高的热水，用酒精灯的外焰加热.

3． 每1min计时一次，并把实验数据记录在下表中.

分析讨论1． 开始实验时，水温在不断升高，当水沸腾后，继续加热，水温不再变化.故猜想（2）正确.

2． 水沸腾前，烧杯底有气泡产生，气泡在上升过程中逐渐减小；水沸腾时上下翻滚，烧杯底有大量气泡产生，气泡在上升过程中不断变大，到水面破裂，并伴随有响声.故猜想（3）、（4）正确.

实验中存在的问题及解决方法由于石棉网的存在，热传导和热辐射效果不佳，水的温度上升缓慢，实验时间比较长，沸腾时现象不明显（如沸腾时剧烈程度不够等）.

改进方法：可以把大烧杯换成大试管（长约25 cm，直径4 cm），用酒精灯直接给盛水的大试管加热（不要加石棉网）直至沸腾.

辅导老师点评1． 随着温度的上升，温度计外表面与烧杯内表面出现了许多气泡.原因是水中溶解有空气，当给烧杯加热后，气体对水的溶解度降低，逸出的空气形成气泡，这些小气泡受热膨胀，体积增大，至水面破裂.

2． 继续加热，水面以下的气泡有相当一部分上升至水面，在上升的过程中，气泡的体积由大变小，这种气泡的主要成分是水蒸气.它是内部的水在高温条件下汽化形成的.由于水不善于传导热，此时水温上下是不一致的，靠近容器底的水温高，越往上温度越低，在下部形成的气泡，上升到温度低的地方，气泡中的水蒸气就会边上升边液化，导致气泡变小甚至消失.

3． 当水温达到沸点时，观察到气泡由杯底上升到水面的过程中，气泡的体积是由小变大的. 因为此时水的温度处处相等，气泡在上升过程中不会液化成水，而水继续向泡内汽化，水蒸气使气泡内的压强增大，所以气泡的体积变大，直至水面破裂.

责任编辑 程 哲