Question

某同学利用一定量的水，研究水的体积和温度的关系，并根据实验数据作出V-t图象，如图所示．请根据此图象回答以下问题：
（1）图象中AB段反映的物理现象是

在0-4℃时，水的体积随温度的升高而减小

，
（2）BC段反映的物理现象是

4℃以上时，水的体积随温度的升高而增大

_；
（3）在北方寒冷的冬天，湖面上结了厚厚一层冰，而鱼却能在湖底自由地生活．请你估计一下，湖底的温度约为

4

℃；
（4）温度计中的液体通常是水银、酒精或煤油等，为什么不能用水作为测温液体（说出一点）？

在0-4℃内无法标注温度计的刻度

．

Answer 1

分析：运用图象法解答问题的一般步骤是：
（1）明确图象中横纵坐标表示的物理量分别是什么；
（2）注意认清横坐标和纵坐标上各表示的最小分格的数值大小和单位；
（3）明确图象所表示的物理意义；
（4）根据图象对题目提出的问题作出判断，得到结论．

解答：解：（1）图象的横轴是温度，纵轴是体积，所以该图象是体积随温度变化的图象．
从点A到点B，温度从0℃-4℃，逐渐升高，而水的体积在减小．
所以AB段反映的物理现象是：在0-4℃内，水的体积随温度的升高而减小．
（2）从点B到点C，温度从4℃开始逐渐升高，同时体积也在增大．
所以BC段反映的物理现象是：4℃以上时，水的体积随温度的升高而增大．
（3）从图来看，水温在4℃时体积最小，由于物体的质量与温度无关，那么由ρ=

m

v

可知：此时水的密度最大．密度大的水会向下沉，所以湖底的水温是4℃．
（4）因为水的比热容较大，吸收相同的热量，水的温度变化小，用水做温度计灵敏度低；另外水还有反常膨胀，在0～4℃，当温度升高时，水体积缩小；因此在0-4℃内无法标注温度计的刻度．
答案为：（1）在0-4℃时，水的体积随温度的升高而减小．
（2）4℃以上时，水的体积随温度的升高而增大．
（3）4．
（4）在0-4℃内无法标注温度计的刻度．

点评：温度能够改变物质的密度，本题中的图象虽然反映的是体积随温度变化情况，其实反映的是密度随温度变化情况．
事实表明，4℃的水的密度最大．温度高于4℃时，随着温度的升高，水的密度越来越小；温度低于4℃时，随着温度的降低，水的密度也越来越小．水凝固成冰时体积变大，密度变小．人们把水的这个特性叫做水的反常膨胀．