第三单元《物态变化》4.探究水沸腾时温度变化的特点（课件）(共30张PPT) -【大单元教学】2023-2024学年八年级物理上册（人教版）

(共30张PPT)
4.探究水沸腾时温度变化的特点
第三单元 物态变化
1.能通过实验观察水的沸腾现象,了解沸点的概念。
2.能用图象描述水沸腾时温度的变化情况,理解沸腾的条件及图象的意义。
3.知道沸腾与蒸发的区别和联系。
一群业余登山队员登上一座高山后发现了一些奇怪的现象，如煮很长时间的饭是生的，把手伸到“开水”中也不烫手等。队员们百思不得其解。你们能这些怪现象或者提出问题进行探究吗？
水沸腾后，继续加热，温度会不会继续上升？水沸腾时究竟有什么特征？我们能通过怎样的实验来观察？
一、设置情景，提出问题
【实验原理和方法】
1.通过酒精灯对烧杯中的水加热，每隔一段时间观察烧杯水中气泡的生成及其体积的变化，并记录温度计的示数，填入表格；
2.水量太少不容易测水温,即便能测也不容易测准确,实验现象也不明显;水量太多又会造成加热时间过长，因此，烧杯中的水要适量，水的初温要适当；
3.作出水的沸腾图像，找出液体沸腾时温度的变化规律。
二、实验：探究水沸腾时温度变化的特点
【提出问题】
你认真观察过水的弹腾吗？水在沸腾时有什么特征？水沸腾后如果继续加热，温度会不会越来越高？
【猜想与假设】水沸腾时，需要继续加热，
这时的温度可能不断上升。
【实验器材及设计】
二、实验：探究水沸腾时温度变化的特点
【进行实验】
（1）按上图组装实验仪器，为了缩短加热时间，烧杯中充入温水，水量约200ml；
（2）点燃酒精灯，对水加热，注意观察并记录从开始加热到沸腾的过程中，水中气泡的生成及其体积变化，并且观察水沸前和沸腾时气泡体积变化有什么不同；
（3）观察水沸腾前和沸腾时声音的大小有什么不同；
（4）当水温升高到90℃时，每隔1min记录一次水的温度,直到水沸腾后5min左右停止加热。观察从开始加热到沸腾过程以及沸腾后水的温度变化情况；
（5）移开酒精灯并将其熄灭，观察水是否继续沸腾；
（6）根据记录的数据,以时间为横轴，以温度为纵轴,进行描点,然后用平滑的曲线把它们连接起来，绘制出水沸腾时温度与时间关系的图象。
二、实验：探究水沸腾时温度变化的特点
【收集数据】
数据记录如表所示:
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
温度/℃ 90 92 94 96 98 100 100 100 100 100 100
水的状态 未沸腾 沸腾 二、实验：探究水沸腾时温度变化的特点
【分析与论证】
用方格纸上的纵轴表示温度,横轴表示时间，根据表格中各个时刻对应的温度在方格纸上描点,然后将这些点用平滑的曲线连接，便得到水沸腾时温度随时间变化的图象，结合实验现象进行分析。
二、实验：探究水沸腾时温度变化的特点
【实验结论】对水不断加热,水的温度不断升高；当达到某一温度时,水开始沸腾；继续对水加热,水的温度保持不变；停止加热,水的沸腾也会停止。
【注意事项】
1.组装实验器材时应自下而上，用酒精灯的外焰加热（外焰温度最高），烧杯底垫石棉网，使烧杯底能均匀受热，防止烧杯底因受热不均而炸裂；
2.烧杯中的应充入温水，水适量，一般在200ml为宜，温度计玻璃泡应完全浸入水中，不接触烧杯底和烧杯壁，烧杯口应用纸板盖住，以缩短加热时间；
3.实验过程每隔一段时间观察并记录一次，观察内容包含液体中气泡的多少，气泡的大小及体积变化，温度计的示数等，时间间隔不宜过长，也不宜过短，一般为1min左右。
二、实验：探究水沸腾时温度变化的特点
4.使用酒精灯时，先检查酒精是否大于三分之一的量并且不是满的,如果太少或太多都不好；用一酒精灯去点燃另一酒精灯,会使酒精灯内酒精流出来,引发火灾， 直接用嘴吹灭,容易使火焰沿着酒精灯进入瓶内,引发火灾，所以都是错误的；熄灭酒精灯时，可用灯帽将其盖灭，如果是玻璃灯帽，盖灭后需再重盖一次，放走酒精蒸汽，让空气进入，免得冷却后盖内造成负压使盖打不开；如果是塑料灯帽，则不用盖两次，因为塑料灯帽的密封性不好。
二、实验：探究水沸腾时温度变化的特点
典例精讲
典例1．（2023·辽宁本溪·统考中考真题）小利在探究水在沸腾前后温度变化的特点实验中。
（1）他组装了如图甲所示的实验装置，其中纸板的作用是
。
减小热量散失
（2）加热一段时间后，温度计的示数如图乙所示，温度为 ℃，继续加热，烧杯内的水中形成大量的气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中。
（3）上述实验现象说明了水 （填“已经”或“还没”）沸腾。从能量转化的角度看，气泡在水面破裂时，将内能转化为 能。
（4）这样加热几分钟后，得到如图丙所示水的温度随时间变化图像。分析图像可知：
①水在沸腾前，不断吸热，温度升高；在沸腾时，不断吸热，温度 。
②周围环境大气压 （填“高于”或“低于”）标准大气压。
61
典例精讲
已经
机械
保持不变
低于
【解析】（1）[1]纸板作用是主要是减少热量的损失，加快水的沸腾，同时还可以固定温度计。
（2）[2]图中温度计的分度值为1°C，所以此时的温度为61℃。
（3）[3]当水沸腾时，有大量的气泡涌现，接连不断地上升，并迅速地由小变大，到水面破裂开来，说明水已经沸腾。
[4]气泡在水面破裂时，从能量转化的角度看，将内能转化为机械能。
（4）①[5]如图丙，水沸腾前的图线为一条斜向上的线段，所以水的温度随着时间的推移逐渐升高； 水沸腾时，图线变为一条与时间轴平行的直线，这就说明水的温度不再随着时间的改变而改变，即水在沸腾前，不断吸热，温度升高； 在沸腾时，不断吸热，温度保持不变。
②[6]液体的沸点与水表面的大气压有关，大气压越大，沸点越高。在1标准大气压下，水的沸点为100°C，此时水的沸点低于100°C，说明此时大气压低于1标准大气压。
典例精讲
典例精讲
典例2．（2023·内蒙古包头·统考中考真题）同学们利用纸杯、蜡烛、火柴、铁丝等器材把水烧开，如图所示。
（1）纸杯不会被点燃的原因是：开水的温度 纸的
着火点；
（2）烧水过程中通过观察 来判断水是否烧开；
（3）要想知道水烧开时温度的变化情况，还需要补充的器
材是 ；
（4）为了节约能源又让水尽快烧开，可采用的办法有
（写出一种即可）。
低于
温度计
减少水的质量（或提高水的初温、给纸杯加盖子等）
气泡变化
【解析】（1）[1]水的沸点为100℃，纸的着火点在130-180℃，纸杯不会被点燃的原因是：开水的温度低于纸的着火点。
（2）[2]水烧开前，气泡上升过程中由大变小；烧开后，气泡上升过程中由小变大，到达水面时破裂开；烧水过程中通过观察气泡的变化来判断水是否烧开。
（3）[3]要想知道水烧开时温度的变化情况，还需要补充的器材是温度计，用温度计测量水烧开后温度是否变化。
（4）[4]为了节约能源又让水尽快烧开，可采用的办法有：适当减少水的质量、提高水的初温、给纸杯加盖子等。
典例精讲
方法归纳　
沸腾是发生在液体内部和表面剧烈的汽化现象；水沸腾时不变的温度为沸点，沸腾过程中不断吸热但温度保持不变。
该实验器材组装要遵循“自下而上”的原则。减少水量和提高水的初温及盖上带孔的硬纸板都可以缩短给水加热的时间，故实验时一般要加入“适量热水”并“盖上硬纸板”。
三、沸腾
1.沸腾：液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
2.液体沸腾时的特点：液体沸腾时需要继续加热，但温度不变。
3.沸点
（1）液体沸腾时的温度叫沸点；
（2）不同液体的沸点不同；
二、液体凝固时温度的变化规律
（3）同一液体的沸点与液体表面的气压有关，气压越大，沸点越高，气压越小，沸点越低。如高山煮不熟饭，高压锅的应用。
（4）水在标准大气压下的沸点为100℃。
4.液体沸腾的条件
（1）温度达到沸点；
（2）继续吸热。
典例精讲
典例3．（2023·山东枣庄·统考中考真题）小
明用如图甲所示的实验装置探究水沸腾的特
点，当水沸腾时，温度计的示数如图乙所示，
由此可知水的沸点是 ℃，用酒精灯持
续加热，水的温度 。
98
不变
【解析】[1]由图可得，温度计的分度值为1℃，示数为98℃。[2]此时水已经沸腾了，水沸腾时，虽然继续吸收热量，但温度不变。
典例4．（2023·山东烟台·统考中考真题）在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中：
（1）如图甲所示，在组装器材时，
应先固定铁圈A还是铁圈B？( )
（2）调整好器材后，用酒精灯给水
加热，在水温升高到后，每隔记录一次
温度，直到水沸腾并持续一段时间。将
测得的数据记录在如下表格中，请根据
表格数据在图乙中描点后画出水沸腾前后温度与时间的关系曲线；( )
铁圈B
典例精讲
98
典例精讲
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
温度/℃ 90 92 94 96 98 98 98 98
答案：沸腾图像
（3）由实验数据可以得到：水沸腾时的温度是 ℃，
此时当地大气压 （选填“高于”、“低于”或“等于”）1
个标准大气压；（4）通过实验可以得出水在沸腾前、后温度变化的特点是什么？
。
低于
沸腾前温度不断升高、沸腾后温度不变
【解析】（1）[1]组装器材时，要按照自下而上的顺序，先根据酒精灯高度固定铁圈B，再根据烧杯内水的高度固定铁圈A。
（2）[2]根据表格中记录的数据，在图乙中描出对
应的各坐标点，然后连线，如图所示：
（3）[3][4]分析数据可知，水的温度升高到98℃后
继续吸热温度不变，所以水沸腾时的温度是98℃；在标准大气压下水的沸点是100℃，大气压越低，水的沸点越低，所以此时当地大气压 低于1个标准大气压。
（4）[5]分析数据及图像可知，水沸腾前吸热，温度不断升高；水沸腾后吸热，温度保持不变。
典例精讲
四、蒸发与沸腾的区别和联系
1.联系
（1）蒸发和沸腾都是汽化现象；
（2）蒸发和沸腾在发生过程中都要吸热。
2.区别
（1）蒸发是只发生在液体表面的缓慢汽化现象；沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
（2）蒸发在任何温度下都能进行；沸腾必须在温度达到沸点后能继续吸热才能发生。
（3）蒸发有降温致冷的作用，沸腾发生时温度不变。
典例精析
【解析】A．蒸发和沸腾都属于汽化现象，而汽化过程需要吸热，故A正确，不符合题意；
B．蒸发和沸腾都属于汽化现象，都是由液态变为气态的过程，故B正确，不符合题意；
C．蒸发可以在任何温度下进行，而沸腾在一定的温度下才能发生，故C错误，符合题意；
D．蒸发是在液体表面进行的一种缓慢的汽化现象，沸腾是在液体内部和表面同时进行的一种剧烈的汽化现象，故D正确，不符合题意。
故选C。
典例5．（2022秋·湖南岳阳·八年级校考阶段练习）以下对蒸发和沸腾这两种汽化现象的说法中，错误的是（ ）
A．蒸发和沸腾都需要吸热
B．蒸发和沸腾都是由液态变为气态
C．蒸发和沸腾都可以在任何温度下发生
D．蒸发只发生在液体表面，沸腾是在液体内部和表面同时发生的汽化现象
C
课堂反馈
1．下列蒸发和沸腾的说法中正确的是（　　）
A．蒸发和沸腾可在任何温度下进行
B．蒸发和沸腾都要吸收热量
C．要使蒸发加快，只有增加液体表面积
D．各种液体都有确定不变的沸点，其温度数值只跟液体的种类有关
2．（2022秋·江苏南京·八年级南京钟英中学校考期中）如图，大试管和小试管里都装有水，将四支大试管中的水加热，使之保持沸腾，则大试管中的水不断沸腾的过程中，小试管中的水会沸腾的是（液体的沸点与大气压有关，气压越大，沸点越高）（　　）
A． B． C． D．
B
B
课堂反馈
3．（2023·重庆·统考中考真题）小帅在探究水沸腾前后温度变化特点的实验中，安装烧杯和温度计时应先确定两者中 的位置；实验过程中，某时刻温度计的示数如图甲所示为 ℃；图乙是水的温度随时间变化的关系图象，分析图象可知：水在沸腾过程中温度 。
烧杯
94
不变
课堂反馈
4．（2023·黑龙江牡丹江·统考中考真题）生活中常将牛奶放在热水中（即“水浴法”）加热，如图甲所示。小明想知道牛奶的沸点，实验装置如图乙所示。
（1）实验中还需要添加的测量工具是 ；小明
用酒精灯给牛奶加热，当温度接近90℃，每隔0.5min记录
一次温度，数据如表所示；
（2）牛奶沸腾时，内部涌出大量气泡，在表面堆积，不易破裂，需不断搅拌气泡；可见，牛奶的沸腾也是一种剧烈的 现象；同时奶香四溢，这属于 现象；
（3）实验表明，牛奶在沸腾过程中，温度 ，用酒精灯持续加热，表明牛奶沸腾需要 热量；
秒表
汽化
时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
温度／℃ 90 92 94 96 98 100 100 100 100
扩散
保持不变
吸收
课堂反馈
（4）小明发现牛奶的沸点与水的沸点接近，但极容易溢出（俗称“潽（pū）锅”），用“水浴法”加热牛奶的好处是 （写出一条）。
方便安全（或省时，受热均匀，保持营养等合理即可）
【解析】（1）[1]实验中要测量时间，实验室用秒表测量时间，故还需要秒表。
（2）[2][3][4]汽化有两种表现形式：蒸发和沸腾，其中沸腾是剧烈的汽化现象；奶香四溢，是牛奶分子做不停息的无规则运动，扩散到空气中闻到的香味，属于扩散现象。
（3）[4][5]沸腾的特点是吸热，但温度保持不变，由表格可知，牛奶加热到2.5min以后温度保持不变，故牛奶在沸腾过程中，温度保持不变；并且沸腾过程中要用酒精灯持续加热，说明牛奶沸腾时要吸收热量。
（4）[6]用“水浴法”加热牛奶的优点是方便安全，不会“潽锅”，因为牛奶达到沸点后不能从外界吸收热量，故不会沸腾，出现“潽锅”。另外水浴法加热，牛奶受热均匀，能有效锁住牛奶营养。
5．（2023·吉林·统考中考真题）如图是“探究水沸腾时温度变化的
特点”的实验装置。
（1）图中温度计的示数为 ℃；
（2）实验过程中发现水沸腾时吸热， 保持不变。
6．（2023·江苏连云港·统考中考真题）用如图所示装置“探究水沸
腾时温度变化的特点”。
（1）实验装置的安装顺序是 （选填“自上而下”
或“自下而上”）；
（2）图示烧杯中水的温度为 ℃。烧杯口出现的“白气”
是 现象，此过程需要 ；
（3）沸腾过程中撤去酒精灯，你观察到烧杯中水的现象
是 。
92
课堂反馈
温度
自下而上
97
液化
放热
水继续沸腾，短时间后停止沸腾
课堂小结
4.探究水沸腾时温度变化的特点
实验：探究水沸腾时温度变化的特点
蒸发与沸腾的区别和联系
沸腾