Question

冬天最冷的時候放在室外的水缸會破裂，這是怎么回事呢？小慧打算用實驗來研究：她找到一個容積為0.27m³的水缸并盛滿了水，在密度表上查出冰的密度是0.9×10³kg/m³．小慧通過觀察發現水缸里的水首先從水面開始凝固，她終于明白了冬天水缸會破裂的原因．請你通過計算說明理由．

Answer 1

分析：解決此題需掌握：水遇冷會凝固成冰，水的狀態發生了變化，但質量不會改變；冰的密度小于水的密度；由密度公式ρ=

m

v

得：質量一定的情況下，密度越小的物質，體積越大．

解答：解：∵ρ_水=1.0×10³kg/m³，v_水=0.27m³．
∴據密度公式ρ=

m

v

得：m=ρv=1.0×10³kg/m³×0.27m³=270kg．
∵冰的密度是0.9×10³kg/m³，
∴據密度公式ρ=

m

v

得：v_冰=

m

ρ

=

270kg

0.9×103kg/m3

=0.3m³．
∴v_冰＞v_水．
冬天室外溫度很低，水缸里的水放熱，達到凝固點后逐漸結成了冰，等質量的水結冰后，體積變大，而水缸的容積不變，所以冬天水缸會破裂．

點評：凝固是物體由液態變成固態的過程，常見的現象有水結成冰；此題主要考查了水的凝固現象和密度公式的應用，是一道基礎題．