Question

16．小華聽說寒冬季節(jié)放在室外的水缸會破裂，這是怎么回事呢？她找到一個容積為 0.27m³ 的水缸并盛滿水，則水缸中水的質(zhì)量為270kg．如果這些水全部結成冰（己知冰的密度為 0.9×10³kg/m³），則冰的體積為0.3m³．小華通過觀察又發(fā)現(xiàn)水缸的水總是首先從水面開始凝固的，那么寒冬室外的水缸會破裂的原因是冬天室外溫度很低，水缸里的水放熱，達到凝固點后逐漸結成了冰，等質(zhì)量的水結冰后，體積變大，而水缸的容積不變，所以冬天水缸會被冰撐破．．

Answer 1

分析 （1）已知水的體積0.27m³，水的密度1.0×10³kg/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)生變化時才會改變，如果只是改變了狀態(tài)則質(zhì)量不會發(fā)生改變；水結成冰后，質(zhì)量不變，冰的質(zhì)量等于水的質(zhì)量，又知冰的密度為0.9×10³kg/m³，根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$可求出冰的體積；
（3）由公式V=$\frac{m}{ρ}$可知，質(zhì)量一定時，密度小的體積大，由于水的密度大于冰的密度，所以當質(zhì)量不變時，水結冰體積會增大，據(jù)此解釋冬天室外的水缸會破裂的原因．

解答 解：
（1）根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得水的質(zhì)量：
m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×0.27m³=270kg；
（2）水全部結成冰后，質(zhì)量不變，所以冰的質(zhì)量是270kg；
冰的體積為：
V_冰=$\frac{m}{{ρ}_{冰}}$=$\frac{270kg}{0.9×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=0.3m³；
（3）計算可知V_冰＞V_水，
所以，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(zhì)量的水結冰后，體積變大，而水缸的容積不變，所以冬天水缸會被冰撐破．
故答案為：270；0.3；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(zhì)量的水結冰后，體積變大，而水缸的容積不變，所以冬天水缸會被冰撐破．

點評 （1）物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化時體積也發(fā)生變化，多數(shù)物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)時體積變小，但水例外．
（2）鞏固物質(zhì)的基本屬性，考查密度公式的應用情況，確保會靈活應用密度的計算公式．