109國中會考自然科第39題 解析

109國中會考自然科第39題

題目

在一大氣壓下，甲、乙、丙、丁四組實驗中的容器內分別裝有一支溫度計及冰或水，當四組實驗分別達熱平衡時，如圖(二十八)所示。已知此時其中一支溫度計的溫度顯示為 4°C，則此溫度計應屬於哪一組實驗？

(A)甲        (B)乙        (C)丙       (D)丁

答案

D

解析

本題主要是問冰、冰塊加水、水的溫度。

當甲、乙、丙、丁四組實驗分別達熱平衡時，

甲組實驗，杯中完全結冰，表層溫度≦ 0℃。

乙組實驗，杯中有水及大量冰塊 (冰、水共存)，表層溫度 = 0℃。

丙組實驗，杯中有水及少量冰塊 (冰、水共存)，表層溫度 = 0℃。

丁組實驗，杯中只有水，表層溫度可能為 4℃。

所以其中一支溫度計的溫度顯示為4°C是丁組實驗。

所以答案選D。

解題技巧

本題中的關鍵詞「其中一支溫度計的溫度顯示為4°C」，表示杯中只有水，沒有加冰塊，而丁組實驗，杯中只有水，所以表層溫度可能為 4℃。

知識節點

水的溫度變化

原理

一、水的溫度變化

1.大部分物質體積會隨著溫度的增加而增加，熱脹冷縮，密度會隨著溫度的增加

而降低。

2.水在4℃時，熱脹冷也脹，體積最小，密度最大。

3.水的密度在4℃時是最大（1 g/cm³）；低於4℃時，密度隨著溫度降低而減小；高於4℃時也是隨著溫度增加而減少。

4.冬天湖水結冰是由湖面開始，湖底溫度最低是4℃。

（1） 4 ℃時

​

溫度由0℃上升至10℃時，水的體積將先變小後變大，密度將先變大後變小。

（2）水從表面開始結冰

氣溫降低：

→ 水面溫度下降至4℃時，因密度增大而下沉

→ 溫度較低的水因密度較小留在表面不下沉

→ 溫度降至0℃以下，表面開始結冰

→ 而底層的水仍是保持4℃左右。