Question

近年來，我國許多地方頻繁發生的地溝油生產銷售的犯罪案件，震驚全國有些不法商家為了獲得暴利，大量收購地溝油用來加工各種食品，嚴重危害消費者的身心健康．小雨了解到：我們的食用油以大豆油、菜籽油為主．菜籽油的密度為0.91×10³kg/m³--0.92×10³kg/m³，大豆油的密度是0.92×10³kg/m³-0.94×10³kg/m³．他質疑：地溝油的密度與大豆油、菜籽油的密度會有明顯差異嗎？于是，小雨利用簡易器材開展了實驗測量：他將一個底面積為10cm²的圓柱形平底玻璃容器裝入適量細沙，使其數值漂浮在水杯中（如圖甲），在容器的水面處做上記號，取出玻璃容器擦干后測得總質量為50g，再將水平玻璃容器豎直漂浮在裝有地溝油的杯中，調節細沙的多少使油面剛好在記號處（如圖乙），取出玻璃容器擦干后測得總質量為46g．
（1）平底玻璃容器豎直漂浮在水杯中時，水對平底玻璃容器底部的壓強是多大？
（2）實驗測得地溝油的密度是多少？用密度測量法來鑒別地溝油可行嗎？
（3）為了鑒別地溝油，除了利用顏色、氣味、味道和密度等物理性之外，還可以嘗試用哪些物理性質加以鑒別？請至少說出兩種．

Answer 1

解：（1）平底玻璃容器豎直漂浮在水杯中時，浮力等于重力，則水對容器底的壓力：
F_浮=G₁=F_壓=m₁g=50×10^-3kg×9.8N/kg=0.49N，
則水對平底玻璃容器底部的壓強；
P===490Pa．
（2）∵玻璃容器漂浮在地溝油中與豎直漂浮在水杯中時排開的體積相同，
∴由F_浮1=G₁=m_排g=ρ_水gV_排，可得V_排====50×10^-6m³，
∵取出玻璃容器擦干后測得總質量為46g．
∴F_浮2=G₂=ρ_地溝油gV_排，
∴ρ_地溝油====0.92×10³kg/m³．
由計算結果可知，地溝油的密度與以上兩種油的密度十分接近，所以用密度測量法來檢測地溝油是無效的；
（3）①取油層底部的油一兩滴，涂在易燃的紙片上，點燃并聽其響聲．燃燒正常無響聲的是合格產品；燃燒不正常且發出“吱吱”聲音的，水分超標，是不合格產品；有可能是地溝油，燃燒時發出“噼叭”爆炸聲，表明油的含水量嚴重超標，而且有可能是摻假產品，絕對不能購買．
②用加熱的方法，根據其沸點不同鑒別，地溝油的沸點是200℃，即到200℃就沸騰的油，就是地溝油，大豆油的沸點是230℃．
故答案為：（1）水對平底玻璃容器底部的壓強是490Pa．
（2）實驗測得地溝油的密度是0.92×10³kg/m³．因計算結果與以上兩種油的密度十分接近，所以用密度測量法來檢測地溝油是不可行的，
（3）為了鑒別地溝油，除了利用顏色、氣味、味道和密度等物理性之外，還可以采用以下幾種方法：
①取油層底部的油一兩滴，涂在易燃的紙片上，點燃并聽其響聲．燃燒正常無響聲的是合格產品；燃燒不正常且發出“吱吱”或“噼叭”爆炸聲，可能是地溝油．
②用加熱的方法，根據其沸點不同鑒別，地溝油的沸點是200℃，大豆油的沸點是230℃．
分析：（1）玻璃容器漂浮在水中，浮力等于容器重，而浮力等于上下表面壓力差，可求水對容器底的壓力，知道底面積，利用P=可求水對平底玻璃容器底部的壓強；
（2）由題意可知，漂浮在水中和地溝油中所排開的體積V是相同的，因此根據F_浮=m_排g=ρ_水gV_排可求出排開的水的體積，
根據浮沉條件，漂浮的物體受到的浮力等于漂浮物體自身的重力；利用F_浮=m_排g=ρ_地溝油gV_排可求出地溝油的密度即可得出結論．
（3）可根據大豆油、菜籽油和地溝油的沸點不同，在易燃的紙片上，點燃并聽其響聲等不同方法來鑒別．
點評：利用密度可以鑒別物質，但求出了密度并不表示一定能確定這種物質．求密度時我們應重點考慮如何得到物體的質量與體積，如果需要間接求出很可能還要用到其他知識．