Question

5．細(xì)心的仲基發(fā)現(xiàn)寒冷的冬天放在室外的盛水缸常常被凍裂．如圖所示，是什么原因呢？請你幫他做個計算：一個容積為1.8m³的水缸并盛滿水，則缸中：
（1）水的質(zhì)量是多少？
（2）水全部結(jié)成冰后，冰的體積是多少？（ρ_冰=0.9×10³kg/m³）
（3）現(xiàn)在你能幫他找出出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因了嗎？

Answer 1

分析 （1）水缸盛滿水時水的體積和自身的容積相等，根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量；
（2）質(zhì)量是物體本身的一種屬性，與物體的形狀、狀態(tài)、空間位置無關(guān)；知道冰的質(zhì)量和密度，根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$求出冰的體積；
（3）比較冰與水的體積，可知水缸破裂的原因．

解答 解：（1）水缸盛滿水時水的體積：
V_水=1.8m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：
m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×1.8m³=1800kg；
（2）因質(zhì)量是物體本身的一種屬性，與物體的狀態(tài)，
所以，水全部結(jié)成冰后，冰的質(zhì)量m_冰=m_水=1800kg；
水全部結(jié)成冰后，冰的體積：
V_冰=$\frac{{m}_{冰}}{{ρ}_{冰}}$=$\frac{1800kg}{0.9×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=2m³．
（3）因為V_冰＞V_水．
所以冬天室外溫度很低，水缸里的水放熱，達(dá)到凝固點后逐漸結(jié)成了冰，等質(zhì)量的水結(jié)冰后，體積變大，而水缸的容積不變，所以冬天水缸會被冰撐破．
答：（1）水的質(zhì)量是1800kg；
（2）水全部結(jié)成冰后，冰的體積是2m³；
（3）水變成冰后體積變大導(dǎo)致水缸常常被凍裂．

點評 （1）物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化時體積也發(fā)生變化，多數(shù)物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)時體積變小，但水例外．
（2）鞏固物質(zhì)的基本屬性，考查密度公式的應(yīng)用情況，確保會靈活應(yīng)用密度的計算公式．