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科學奧秘---高海拔地方水的煮沸

            姜聯合編寫編譯

     露天條件下水的沸點是100度。然而，壓力改變和（或者）液體組成成分變化會引起液體的沸點也改變。日常做個實驗，驗證下高海拔地區水的沸點

高海拔

科學奧妙：

水在高海拔的地方沸點低。

實驗目的：

1. 增進對沸點和大氣壓關系的理解。

2. 演示低壓力下水達到沸點的實驗技巧。

背景資料

    在這個實驗中，使用水真空泵和密封的布氏燒瓶來使水的沸點降低到50-60度。

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

煮沸（也叫冒泡）是一種型態轉變，是液體的快速汽化過程。一種液體的沸點是指這種液體的飽和氣壓等于外界環境對它施加的壓力時這種液體的溫度。當某種液體的外部壓力減小時，煮沸需要的飽和蒸汽壓也減小，于是液體的沸點也相應降低。

（參看表1）

表一：水蒸氣壓力和溫度

實驗材料：

· 500毫升布氏燒瓶和一個可以裝溫度計的具孔橡皮塞

· 500毫升50-60度的自來水

· 0-100度量程溫度計

· 帶真空管的水泵

· 藍丁膠

第二套簡易方案所需器材：

1. 大注射器

2. 50-60度自來水

實驗步驟：

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，用溫度計測量水溫；

3. 把帶有溫度計的橡膠瓶塞塞進布氏燒瓶。為了加強密封效果，你可以在溫度計的周圍用藍丁膠密封；

4. 現在打開自來水龍頭并觀察燒瓶里水有什么變化；

5. 記錄溫度計上的溫度讀數。

第二套實驗方案：

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；

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栓；

4. 觀察發生了什么現象。

思考題：

1. 當我們使用水泵時燒瓶里的水發生了什么變化？

參考答案： 水開始沸騰。

2. 當水開始沸騰時溫度發生了什么變化？

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. 在這個實驗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該在70至75°C之間。

7. 實驗過程中哪些步驟可能會發生失誤？討論這些是如何影響你的結果。

參考答案：如果實驗系統沒有密封好，那么系統內的氣壓便降低不到足夠程度。密封不好的系統內水的沸點要比密封好的系統高。