10. 小明在厨房炖汤,当他向沸腾的汤中加入食盐时,汤瞬间沸腾得更剧烈了。经过讨论后,大家对水加食盐后的变化,提出了以下猜想:
猜想1:盐水的沸点比水低。
猜想2:盐水的比热容比水小。
为了验证猜想,小明用两只相同型号的电水壶,分别装入质量和初温都相同的盐水和水,同时加热,用温度传感器测出它们的温度并记录在下表中。
| 时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 盐水温度/℃ | 32 | 50 | 65 |

| 89 | 98 | 99.8 | 99.8 | 99.8 |
| 水温度/℃ | 32 | 48 | 62 | 75 | 84 | 92 | 98 | 99.3 | 99.3 |
小明描点作出水的温度随时间变化的图像,如图12-5-4所示。小红、小亮用其他型号电水壶进行上述实验,实验现象与小明的相似。
(1) 根据表中数据,请在图中描点作出盐水温度随时间变化的图像。由图像可知,盐水和水加热过程中温度变化的共同特点是
沸腾前温度上升且先快后慢,沸腾时温度保持不变
。
(2) 实验中,盐水的沸点是
99.8
℃,猜想1是
错误
(正确/错误)的。进一步分析数据和图像可知,猜想2是
正确
(正确/错误)的,判断的依据是
质量相同的水和盐水吸收相同的热量时,水升高的温度比盐水小
。

图12-5-4
解析:
【分析】
解决本题需结合实验数据,先分析温度变化规律判断沸腾的共同特点;再根据液体沸腾时温度不变确定沸点,对比盐水和水的沸点判断猜想1;最后利用比热容公式,结合相同时间吸收热量、质量相同的条件,对比温度变化量判断猜想2。
【解析】
(1) 描点:根据表格中盐水的时间与温度对应关系,在图中描出(0,32)、(1,50)、(2,65)、(4,89)、(5,98)、(6,99.8)、(7,99.8)、(8,99.8)等点,连接成线(第3分钟点根据温度变化趋势补充)。观察盐水和水的温度变化:沸腾前温度上升,且上升速度先快后慢;沸腾时温度保持不变,故共同特点为沸腾前温度上升且先快后慢,沸腾时温度保持不变。
(2) 液体沸腾时温度保持不变,该温度为沸点,由表格可知盐水温度到99.8℃后不再变化,因此盐水沸点是99.8℃;水的沸点为99.3℃,盐水沸点高于水,故猜想1错误。
判断猜想2:相同电水壶加热,相同时间内盐水和水吸收的热量Q相同,质量m相同,根据公式Q=cmΔt,可得Δt=Q/(cm)。由实验数据可知,质量相同的水和盐水吸收相同热量时,水升高的温度比盐水小,说明水的比热容更大,盐水比热容更小,因此猜想2正确。
【答案】
(1) 图略;沸腾前温度上升且先快后慢,沸腾时温度保持不变;(2) 99.8;错误;正确;质量相同的水和盐水吸收相同的热量时,水升高的温度比盐水小
【知识点】
沸腾的特点;沸点;比热容
【点评】
本题通过实验探究考查沸腾的特点、沸点的判断及比热容的应用,要求学生从实验数据中提取有效信息,结合物理公式分析问题,培养数据分析与逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6