Question

小华听说冬天最冷的时候放在室外的水缸会破裂，这是怎么回事呢？小华决心用实验来探究这个问题．她找到一个容积为0.54m³的水缸并盛满了水，在密度表上查出冰的密度是0.9×10³㎏/m³，小华首先算出了水全部结成冰的体积是

0.6

m³．接着通过观察又发现水缸里的水总是首先从

水面

（选填“水面”或“水底”）开始凝固，她终于明白了冬天水缸会破裂的原因．

Answer 1

分析：（1）知道水的体积（水缸的容积），利用密度公式求水的质量；因为水结冰状态变化，质量不变，又知道冰的密度，利用密度公式可求冰的体积；
（2）因为水面接触外界，温度低先达到凝固点而凝固，里面的水再凝固，又因为水结冰体积变大，所以当水缸内的水全部结冰（凝固）时，水缸将会被胀破．

解答：解：
（1）∵ρ_水=1.0×10³kg/m³，v_水=V_容=0.54m³．
∴据密度公式ρ=

m

V

得：
m=ρv=1.0×10³kg/m³×0.54m³=540kg．
∵质量是物体的一种属性，与物体的位置、形状、状态无关，
∴据密度公式ρ=

m

V

变形得：
V=

m

ρ冰

=

540kg

0.9×103kg/m3

=0.6m³．
（2）∵水面接触外界，温度较低，
∴水面先达到凝固点而凝固，里面的水再凝固，
又∵水结冰体积变大，
∴当水缸内的水全部结冰（凝固）时，水缸将会被胀破．
故答案为：0.6；水面．

点评：本题考查了学生对密度公式的掌握和运用，解题时注意：物质状态发生变化时体积也发生变化，多数物质从液态变为固态时体积变小，但水例外．