Question

【題目】小林同學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論．根據以上敘述，回答下列問題：
（1）小林的實驗存在的問題： ．
（2）針對小林的實驗存在的問題，請你設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． ．

Answer 1

【答案】
（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記錄在數據表格中；）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記錄在數據表格中；③實驗發現t1＞t2 ， 實驗證明水蒸氣液化放熱．將燒瓶內水沸騰時所產生的水蒸氣通入試管A中，水蒸氣會液化成水，溫度計的示數升高，說明液化是放熱過程．
【解析】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）利用同溫度同質量的水蒸氣和沸水，給同溫度同質量的冷水加熱，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記錄在數據表格中；）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記錄在數據表格中；③實驗發現t1＞t2 ， 實驗證明水蒸氣液化放熱．將燒瓶內水沸騰時所產生的水蒸氣通入試管A中，水蒸氣會液化成水，溫度計的示數升高，說明液化是放熱過程．所以答案是：（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記錄在數據表格中；）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記錄在數據表格中；③實驗發現t1＞t2 ， 實驗證明水蒸氣液化放熱．將燒瓶內水沸騰時所產生的水蒸氣通入試管A中，水蒸氣會液化成水，溫度計的示數升高，說明液化是放熱過程．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用液化方法及其應用的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握液化的兩種方式：降低溫度和壓縮體積．常用的液化石油氣是在常溫條件下，用壓縮體積的辦法，使它液化儲存在鋼瓶里的．