Question

小華聽(tīng)說(shuō)寒冬季節(jié)室外的水管容易破裂，這是怎么回事呢？他找到一個(gè)容積為0.27m³的水缸并盛滿了水，在密度表上查出冰的密度為0.9×10³kg/m³，則水缸中：
（1）水的質(zhì)量為多少？
（2）水全部結(jié)成冰后，冰的體積是多少？
（2）請(qǐng)你解釋寒冷的冬天，自來(lái)水管為什么會(huì)被凍裂？這一現(xiàn)象對(duì)你的生活有什么啟示．

Answer 1

分析：（1）已知水的體積0.27m³，水的密度1.0×10³ kg/m³，根據(jù)m=ρV即可求出水的質(zhì)量；
（2）質(zhì)量是物體本身的一種屬性，只有在所含物質(zhì)的多少發(fā)生變化時(shí)才會(huì)改變，如果只是改變了狀態(tài)則質(zhì)量不會(huì)發(fā)生改變；水結(jié)成冰后，質(zhì)量不變，冰的質(zhì)量等于水的質(zhì)量，又知冰的密度為0.9×10³ kg/m³，根據(jù)V=

m

ρ

可求出冰的體積．
（3）由公式V=

m

ρ

可知，質(zhì)量一定時(shí)，密度小的體積大，由于水的密度大于冰的密度，所以當(dāng)質(zhì)量不變時(shí)，水結(jié)冰體積會(huì)增大，據(jù)此解釋自來(lái)水管被凍裂的原因和回答生活的啟示．

解答：解：（1）∵ρ=

m

V

，
∴水的質(zhì)量：
m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×0.27m³=270kg；
（2）水全部結(jié)成冰后，質(zhì)量不變，所以冰的質(zhì)量是270kg；
冰的體積為：
V_冰=

m水

ρ冰

=

270kg

0.9×103kg/m3

=0.3m³；
（3）自來(lái)水管遵從“熱脹冷縮”的規(guī)律，而水結(jié)冰時(shí)是“熱縮冷脹”，這樣就很容易使水管破裂；
冬天室外用易碎器皿盛水不能裝的太滿，拖拉機(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的水箱夜間要把水放出等．
答：（1）水的質(zhì)量為270kg；
（2）水全部結(jié)成冰后，冰的體積是0.3m³；
（3）水凝固成冰體積變大，水管遇冷體積變小，從而使水管破裂．啟示：北方寒冷的冬天，司機(jī)在夜晚把水箱里的水放掉．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了質(zhì)量及其特性和密度公式的運(yùn)用，屬于基本內(nèi)容，比較簡(jiǎn)單，知道水全部結(jié)成冰后質(zhì)量不變是解題的關(guān)鍵．