Question

8．有一家工廠要制造一種特殊用途的鋼鋁罐，即鋼鋁罐內(nèi)表面要壓接一層0.25mm厚的鋁片，焊接專家、鍛壓專家都束手無(wú)策．后來(lái)，一位科學(xué)家解決了這一難題．他們先把薄薄的鋁片裝到鋼罐內(nèi)，與鋼罐的內(nèi)表面相貼，再往鋼罐內(nèi)灌滿了50L水，水中插入冷凍管，使水結(jié)冰，鋁膜就與鋼罐接牢了．（ρ_冰=0.9×10³kg/m³）
（l）請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明原因．
（2）若這些水被宇航員帶到太空，它受到的重力（月球上g=$\frac{1}{6}$×9.8N/kg）
（3）請(qǐng)舉兩個(gè)實(shí)際例子說(shuō)明水結(jié)冰的危害性．

Answer 1

分析 （1）把薄薄的鋁片裝到鋼罐內(nèi)與內(nèi)表面相貼，鋼罐內(nèi)罐滿水，水中插入冷凍管，使水結(jié)冰，水凝固成冰后體積膨脹，會(huì)對(duì)鋼罐內(nèi)表面產(chǎn)生向外的壓力，使貼到鋼罐內(nèi)表面的鋁膜與鋼罐接牢．
（2）利用重力的公式，結(jié)合月球上g的值可進(jìn)行計(jì)算．
（3）水的反常膨脹有時(shí)也會(huì)給我們帶來(lái)危害，如：冬天放在室外裝滿水的水缸，水結(jié)冰后體積變大，會(huì)把水缸脹破．

解答 解：
（1）50L水的質(zhì)量：m_水=ρ_水V_水=1×10³kg/m³×50×10^-3m³=50kg，
水結(jié)成冰后質(zhì)量不變，
結(jié)成冰的體積：V_冰=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{冰}}$=$\frac{50kg}{0.9×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$≈55.6×10^-3m³=55.6L＞50L，
所以，水結(jié)冰后體積變大，對(duì)鋼罐的內(nèi)表面產(chǎn)生較大的壓力，鋁膜就與鋼罐接牢了．
（2）這些水被宇航員帶到太空，水的質(zhì)量不變，
它受到的重力：G=mg=50kg×$\frac{1}{6}$×9.8N/kg=81.7N；
（3）汽車(chē)的水箱裝滿水時(shí)，在冬天易被凍裂；自來(lái)水管在冬天也會(huì)因水結(jié)冰，體積變大，將自來(lái)水管漲破．
故答案為：（1）見(jiàn)解答；
（2）它受到的重力為81.7N；
（3）汽車(chē)的水箱裝滿水時(shí)，在冬天易被凍裂；自來(lái)水管在冬天也會(huì)因水結(jié)冰，體積變大，將自來(lái)水管漲破．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了密度公式的靈活運(yùn)用，以及用密度知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象，同時(shí)還考查了重力公式的計(jì)算，有一定綜合性．