水的沸腾实验
第3章 物质的特性 · 第2节 物态变化
水的沸腾实验出自浙教版七年级下册《科学》第3章,加热水并绘制温度-时间图像研究沸腾特点。沸腾是汽化的剧烈形式,其图像是中考物态变化的高频题型。学生最易分不清沸腾前后气泡的变化,误记成沸腾时温度继续升高。优创优星科学馆(义乌1+1教育旗下)把气泡走向与温度平台逐一标注,帮孩子看图说对现象、答准条件。
实验情境
17~18世纪,人们发明了依靠水沸腾后产生的水蒸气来工作的机器——蒸汽机。蒸汽机的发明引发了第一次工业革命。当今的火力发电厂里,利用锅炉中的水沸腾后产生的大量高温高压的水蒸气,推动汽轮机的叶片转动,从而带动发电机工作。那么,水在沸腾时水面和内部出现的现象是怎样的?水沸腾后继续加热,水的温度是否会越来越高?让我们一起通过实验来探究水的沸腾特点。
实验目标
- 观察水在沸腾前和沸腾时的现象,归纳沸腾现象发生的条件和规律。
- 根据实验的现象和记录的数据,绘制水沸腾过程中的温度—时间图像,学会用图像来表示物质变化规律。
- 学会按照一定的顺序安装实验器材,养成规范操作、准确记录实验现象的习惯,提升实验能力。
实验器材与材料
| 器材 | 用途 |
|---|---|
| 铁架台 | 固定实验装置 |
| 烧杯 | 盛水加热 |
| 酒精灯 | 提供热源 |
| 温度计 | 测量水温 |
| 石棉网 | 使烧杯均匀受热 |
| 秒表 | 记录时间 |
| 坐标纸 | 绘制温度-时间图像 |
实验原理
液体达到沸点后持续吸热,温度保持不变的剧烈汽化现象,沸腾时内部气泡上升过程中体积逐渐变大
液体的沸点随液面上方气压的升高而升高,随气压的降低而降低,标准大气压下水的沸点是100℃
加热实验要自下而上组装器材,用酒精灯外焰加热,烧杯配石棉网受热均匀,温度计玻璃泡要浸没在被测液体中不碰容器底壁
实验步骤与现象
- 1组装实验装置。请按图3-11从下到上装配好实验器材,调整好酒精灯、铁圈、石棉网、烧杯的位置,向烧杯内加入适量温水,之后盖上硬纸板并固定好温度计,使用计时器测量加热时间。
- 2实验与观察。点燃酒精灯加热,观察水内部出现的现象和温度计示数变化;当水温接近90℃时,每隔0.5分钟记录一次温度,直到水沸腾后再持续记录2分钟。
- 3绘制水沸腾图像。用横轴表示时间、纵轴表示温度,根据记录的数据标出各时刻水的温度,用平滑曲线连接起来。
- 4分析与结论。由图像可以看出:沸腾前水吸热温度不断升高;沸腾时继续吸热但温度保持不变。
- 5注意:严格按老师要求规范操作,确保装置稳定不晃动、不倾斜,避免烫伤。
- 6注意:根据酒精灯外焰调整铁圈位置,温度计玻璃泡要与水充分接触,但不碰烧杯内壁和底部。
高频翻车现场
【1+1教育避坑提醒】实验操作中最容易做废、最容易被扣分的关键点:
加盖纸板纸板盖得太严实不透气
后果:杯内气压升高沸点偏移,纸板易崩开
正确做法:纸板中央留小孔,既减少散热又保持通气
观察气泡把气泡上升变小当成沸腾现象
后果:混淆沸腾前后的现象
正确做法:沸腾前气泡上升变小,沸腾时气泡上升变大、水面破裂
沸腾后测温继续加热后认为温度还会升高
后果:读不懂图像平台段
正确做法:沸腾时持续吸热但温度保持沸点不变
实验图示



实验结论
水沸腾时持续吸热但温度保持不变(即沸点),气泡上升过程中由小变大、到水面破裂;沸腾必须同时满足达到沸点并继续吸热两个条件。
拓展研究
- 1如图3-13所示,取一只1000 mL的烧杯,加入约400 mL的温水、给烧杯上加一个硬纸板(有两个孔,以便试管穿过该孔放入烧杯)。另取两支试管,一支加入约 试管的水,另一支加入约 试管的酒精,分别插入两个孔中,试管不能碰到烧杯底部。用酒精灯对烧杯内的水进行持续加热,试管里的水和酒精会沸腾吗?动手做一做,解释观察到的实验现象。 第4章 我们生活的大地1 制作 制作简单等高线地形模型和地形图
实验考点小结与出题概率
| 核心考点 | 对应教材位置 | 出题概率 | 常见考法·避坑提醒 |
|---|---|---|---|
| 沸腾的特点与条件 | 七年级下册《科学》第3章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 达到沸点并持续吸热两个条件缺一不可,只达沸点不吸热不会沸腾 |
| 沸腾图像分析 | 七年级下册《科学》第3章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 温度平台对应沸点,平台前是升温吸热,平台期吸热温度不变 |
| 气泡变化及原因 | 七年级下册《科学》第3章 | ⭐⭐⭐⭐ | 沸腾时全管水温一致气泡越升越大;沸腾前上层水温低气泡遇冷收缩变小 |
| 蒸发与沸腾的对比 | 七年级下册《科学》第3章 | ⭐⭐⭐ | 蒸发任意温度表面缓慢进行,沸腾特定温度内外同时剧烈进行 |
注:以上数据基于浙江省名校初中月考、期中、期末以及浙江省中考真题统计分析。
常见问题
水沸腾需要哪两个条件?
温度达到沸点,并且能继续吸热,两个条件同时满足缺一不可。
沸腾时气泡怎样变化?
气泡在上升过程中体积逐渐变大,升到水面破裂放出大量水蒸气;沸腾前则相反,气泡上升变小。
为什么沸腾后温度不再升高?
沸腾时吸收的热量全部用于水由液态变为气态的汽化过程,所以温度保持在沸点不变。
高山上煮饭为什么煮不熟?
气压越低沸点越低,高山上水不到100℃就沸腾,温度不够饭菜难熟,要用高压锅提高气压和沸点。
纸杯装水能直接加热吗?
可以。水沸腾时温度保持在沸点约100℃,低于纸的着火点,纸杯不会燃烧。
义乌1+1教育 · 优创优星科学馆
本实验是浙教版初中科学教材的重要探究活动,也是中考科学探究题的高频考点。优创优星科学馆 · 义乌1+1教育旗下科学实验中心,坚持“教方法、抓过程”,让孩子亲手做一遍、当场学会规范表达,把实验真正转化为得分能力。想预约科学馆实操体验或获取完整实验方案,请点击页尾报名入口。
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