Question

小華聽說冬天最冷的時候放在室外的水缸會破裂，這是怎么回事呢？小華決心用實驗來探究這個問題．她找到一個容積為0.54m³的水缸并盛滿了水，在密度表上查出冰的密度是0.9×10³㎏/m³，小華首先算出了水全部結成冰的體積是    m³．接著通過觀察又發現水缸里的水總是首先從    （選填“水面”或“水底”）開始凝固，她終于明白了冬天水缸會破裂的原因．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道水的體積（水缸的容積），利用密度公式求水的質量；因為水結冰狀態變化，質量不變，又知道冰的密度，利用密度公式可求冰的體積；
（2）因為水面接觸外界，溫度低先達到凝固點而凝固，里面的水再凝固，又因為水結冰體積變大，所以當水缸內的水全部結冰（凝固）時，水缸將會被脹破．
解答：解：
（1）∵ρ_水=1.0×10³kg/m³，v_水=V_容=0.54m³．
∴據密度公式ρ=得：
m=ρv=1.0×10³kg/m³×0.54m³=540kg．
∵質量是物體的一種屬性，與物體的位置、形狀、狀態無關，
∴據密度公式ρ=變形得：
V===0.6m³．
（2）∵水面接觸外界，溫度較低，
∴水面先達到凝固點而凝固，里面的水再凝固，
又∵水結冰體積變大，
∴當水缸內的水全部結冰（凝固）時，水缸將會被脹破．
故答案為：0.6；水面．
點評：本題考查了學生對密度公式的掌握和運用，解題時注意：物質狀態發生變化時體積也發生變化，多數物質從液態變為固態時體積變小，但水例外．