科學(xué)奧秘---高海拔地方水的煮沸

            姜聯(lián)合編寫編譯


     露天條件下水的沸點(diǎn)是100度。然而，壓力改變和（或者）液體組成成分變化會(huì)引起液體的沸點(diǎn)也改變。日常做個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證下高海拔地區(qū)水的沸點(diǎn)

高海拔

科學(xué)奧妙：

水在高海拔的地方沸點(diǎn)低。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>

1. 增進(jìn)對(duì)沸點(diǎn)和大氣壓關(guān)系的理解。

2. 演示低壓力下水達(dá)到沸點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)技巧。

 

背景資料

    在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，使用水真空泵和密封的布氏燒瓶來使水的沸點(diǎn)降低到50-60度。

我們知道，露天條件下水的沸點(diǎn)是100度。然而，壓力改變和（或者）液體組成成分變化會(huì)引起液體的沸點(diǎn)也改變。

煮沸（也叫冒泡）是一種型態(tài)轉(zhuǎn)變，是液體的快速汽化過程。一種液體的沸點(diǎn)是指這種液體的飽和氣壓等于外界環(huán)境對(duì)它施加的壓力時(shí)這種液體的溫度。當(dāng)某種液體的外部壓力減小時(shí)，煮沸需要的飽和蒸汽壓也減小，于是液體的沸點(diǎn)也相應(yīng)降低。

（參看表1）

表一：水蒸氣壓力和溫度

溫度（°C）

壓強(qiáng)（托）

溫度（°C）

壓強(qiáng)（托）

0

4.579

55

118.04

5

6.543

60

149.38

10

9.209

65

187.54

15

12.788

70

233.7

20

17.535

75

289.1

25

23.756

80

355.1

30

31.824

85

433.6

35

42.175

90

525.76

40

55.324

95

633.90

45

71.88

100

760.00

50

92.51



     

實(shí)驗(yàn)材料：

· 500毫升布氏燒瓶和一個(gè)可以裝溫度計(jì)的具孔橡皮塞

· 500毫升50-60度的自來水

· 0-100度量程溫度計(jì)

· 帶真空管的水泵

· 藍(lán)丁膠

 

第二套簡(jiǎn)易方案所需器材：

1. 大注射器

2. 50-60度自來水

實(shí)驗(yàn)步驟：

1. 將水泵接到合適的水龍頭上；

2. 在布氏燒瓶里裝滿50-60度的自來水，用溫度計(jì)測(cè)量水溫；

3. 把帶有溫度計(jì)的橡膠瓶塞塞進(jìn)布氏燒瓶。為了加強(qiáng)密封效果，你可以在溫度計(jì)的周圍用藍(lán)丁膠密封；

4. 現(xiàn)在打開自來水龍頭并觀察燒瓶里水有什么變化；

5. 記錄溫度計(jì)上的溫度讀數(shù)。

第二套實(shí)驗(yàn)方案：

1. 在注射器里裝20毫升50-60度的自來水，保持里面空氣的正常狀態(tài)；

2. 用你的手指按住注射器的開口端，起到密封效果；

3. 接著，迅速拉出注射器的活動(dòng)栓；

4. 觀察發(fā)生了什么現(xiàn)象。

思考題：

1. 當(dāng)我們使用水泵時(shí)燒瓶里的水發(fā)生了什么變化？

參考答案： 水開始沸騰。

2. 當(dāng)水開始沸騰時(shí)溫度發(fā)生了什么變化？

參考答案：溫度保持不變。

3. 水泵的作用是什么？

參考答案：降低燒瓶里的壓力。它把燒瓶里的氣體分子抽出來，使燒瓶里面形成半真空。

4. 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我們使用了水真空來減少大氣壓力。你能想出用其它什么方法來減少大氣壓力嗎？

參考答案：在高海拔的地方煮水。

5. 燒瓶里引起水沸騰的蒸汽壓范圍是多少（運(yùn)用以上表格）？

參考答案：在92.51至149.38托之間。.

6. 在珠穆朗瑪峰頂上煮沸一杯水的溫度是多少?（在珠穆朗瑪峰最高點(diǎn)的大氣壓力是海平面大氣壓的1/3）

參考答案：珠穆朗瑪峰最高點(diǎn)的大氣壓約為253托，所以，在珠穆朗瑪峰頂上煮沸一杯水的溫度應(yīng)該在70至75°C之間。

7. 實(shí)驗(yàn)過程中哪些步驟可能會(huì)發(fā)生失誤？討論這些是如何影響你的結(jié)果。

參考答案：如果實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)沒有密封好，那么系統(tǒng)內(nèi)的氣壓便降低不到足夠程度。密封不好的系統(tǒng)內(nèi)水的沸點(diǎn)要比密封好的系統(tǒng)高。


科學(xué)奧秘---高海拔地方水的煮沸

圖文簡(jiǎn)介

露天條件下水的沸點(diǎn)是100度。然而，壓力改變和（或者）液體組成成分變化會(huì)引起液體的沸點(diǎn)也改變。日常做個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證下高海拔地區(qū)水的沸點(diǎn)