Question

8．有一家工厂要制造一种特殊用途的钢铝罐，即钢铝罐内表面要压接一层0.25mm厚的铝片，焊接专家、锻压专家都束手无策．后来，一位科学家解决了这一难题．他们先把薄薄的铝片装到钢罐内，与钢罐的内表面相贴，再往钢罐内灌满了50L水，水中插入冷冻管，使水结冰，铝膜就与钢罐接牢了．（ρ_冰=0.9×10³kg/m³）
（l）请你通过计算说明原因．
（2）若这些水被宇航员带到太空，它受到的重力（月球上g=$\frac{1}{6}$×9.8N/kg）
（3）请举两个实际例子说明水结冰的危害性．

Answer 1

分析 （1）把薄薄的铝片装到钢罐内与内表面相贴，钢罐内罐满水，水中插入冷冻管，使水结冰，水凝固成冰后体积膨胀，会对钢罐内表面产生向外的压力，使贴到钢罐内表面的铝膜与钢罐接牢．
（2）利用重力的公式，结合月球上g的值可进行计算．
（3）水的反常膨胀有时也会给我们带来危害，如：冬天放在室外装满水的水缸，水结冰后体积变大，会把水缸胀破．

解答 解：
（1）50L水的质量：m_水=ρ_水V_水=1×10³kg/m³×50×10^-3m³=50kg，
水结成冰后质量不变，
结成冰的体积：V_冰=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{冰}}$=$\frac{50kg}{0.9×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$≈55.6×10^-3m³=55.6L＞50L，
所以，水结冰后体积变大，对钢罐的内表面产生较大的压力，铝膜就与钢罐接牢了．
（2）这些水被宇航员带到太空，水的质量不变，
它受到的重力：G=mg=50kg×$\frac{1}{6}$×9.8N/kg=81.7N；
（3）汽车的水箱装满水时，在冬天易被冻裂；自来水管在冬天也会因水结冰，体积变大，将自来水管涨破．
故答案为：（1）见解答；
（2）它受到的重力为81.7N；
（3）汽车的水箱装满水时，在冬天易被冻裂；自来水管在冬天也会因水结冰，体积变大，将自来水管涨破．

点评 本题考查了密度公式的灵活运用，以及用密度知识解释生活中的现象，同时还考查了重力公式的计算，有一定综合性．