冬天最冷的时候在室外的水缸会破裂.这是怎么回事呢?小红打算用实验来研究:她找到一个容积为0.27m3的水缸并盛满了水.在密度表上查出冰的密度是0.9×103kg/m3．小红通过观察发现水缸里的水首先从水面开始凝固.她终于明白了冬天水缸会破裂的原因．(1)0.27m3的水质量是多少?(2)0.27m3的水结冰后体积变为多少?(3)解释冬天室外的水缸会破裂� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

8．冬天最冷的时候在室外的水缸会破裂，这是怎么回事呢？小红打算用实验来研究：她找到一个容积为0.27m³的水缸并盛满了水，在密度表上查出冰的密度是0.9×10³kg/m³．小红通过观察发现水缸里的水首先从水面开始凝固，她终于明白了冬天水缸会破裂的原因．
（1）0.27m³的水质量是多少？
（2）0.27m³的水结冰后体积变为多少？
（3）解释冬天室外的水缸会破裂的原因．

分析（1）已知水的体积0.27m³，水的密度1.0×10³kg/m³，根据m=ρV即可求出水的质量；
（2）质量是物体本身的一种属性，只有在所含物质的多少发生变化时才会改变，如果只是改变了状态则质量不会发生改变；水结成冰后，质量不变，冰的质量等于水的质量，又知冰的密度为0.9×10³kg/m³，根据V=$\frac{m}{ρ}$可求出冰的体积．
（3）由公式V=$\frac{m}{ρ}$可知，质量一定时，密度小的体积大，由于水的密度大于冰的密度，所以当质量不变时，水结冰体积会增大，据此解释冬天室外的水缸会破裂的原因．

解答解：（1）根据ρ=$\frac{m}{V}$可得水的质量：
m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×0.27m³=270kg；
（2）水全部结成冰后，质量不变，所以冰的质量是270kg；
冰的体积为：
V_冰=$\frac{{m}_{冰}}{{ρ}_{冰}}$=$\frac{270kg}{0.9×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=0.3m³；
（3）计算可知V_冰＞V_水，
所以，冬天室外温度很低，水缸里的水放热，达到凝固点后逐渐结成了冰，等质量的水结冰后，体积变大，而水缸的容积不变，所以冬天水缸会被冰撑破．
答：（1）0.27m³的水的质量为270kg；
（2）0.27m³的水结成冰后体积变为0.3m³；
（3）冬天室外温度很低，水缸里的水放热，达到凝固点后逐渐结成了冰，等质量的水结冰后，体积变大，而水缸的容积不变，所以冬天水缸会被冰撑破．