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七年级下册物理实验 教育部必做 课标必做

水的沸腾实验

4 星重要实验

第3章 物质的特性 · 第2节 物态变化

核心摘要

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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:

1

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

2

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

3

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

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 - 义乌1+1教育优创优星科学馆
图3-11从下到上装配好实验器材。调整好酒精灯、铁圈
图3-12所示,用横轴表示时间,纵轴表 - 义乌1+1教育优创优星科学馆
图3-12所示,用横轴表示时间,纵轴表
图3-13所示,取一只1000mL的烧杯,加入约400mL的温水 - 义乌1+1教育优创优星科学馆
图3-13所示,取一只1000mL的烧杯,加入约40

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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