内容正文:
第6-2讲 密度及其应用
知识点1:密度
同种物质的质量与体积的比值是一定的,物质不同,其比值一般也不同,这反映了不同物质的不同性质。在物理学中,某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度(density)。如果用ρ(读做rou)表示密度、m表示质量、V表示休积,那么用公式写出来就是
密度在数值上等千物体单位体积的质量。
密度ρ的单位是由质晕单位和体积单位组成的。在国际单位制中,密度的基本单位是千克每立方米,符号是kg/m3。有时候也用克每立方厘米做密度的单位,符号是g/cm3。这两个密度单位的关系是
1 g/cm3 =1.0 × 103 kg/m3
【典例探究1】如图是将一个气球压入水中的过程(气球不会漏气且不会爆裂),球内气体的质量和密度变化情况是( )
A.质量变大,密度变大 B.质量不变,密度变小
C.质量变小,密度不变 D.质量不变,密度变大
【解题思路】
【答案】D
【解析】气球压入水中的过程中,只是位置改变,球内气体多少没有变化,则气球内气体质量不变;下压过程中气球受到水的压强增大,所以气球体积减小,则气球内气体体积变小,根据可知,质量不变,体积减小,所以密度增大。故 D正确。
【典例探究2】容积为250 mL的容器,装满水后的总质量为300 g,则容器质量为______g;若装满另一种液体后的总质量为250 g,则这种液体的密度为______g/cm。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【解题思路】
【答案】50 0.8
【解析】根据密度公式可得,容器中水的质量为
m水=ρ水 V=1.0g/cm3×250 cm=250g
则容器的质量为
m容=m总-m水=300g-250g=50g
所求液体的质量为
m液=m总1-m容=250g-50g=200g
液体的体积为
V液=V=250cm3
则这种液体的密度为
知识点2:密度与社会生活
密度与温度:温度能够改变物质的密度。在我们常见的物质中,气体的热胀冷缩最显著,它的密度受温度的影响也最大。一般固体、液体的热胀冷缩不像气体那样明显,因而密度受温度的影响比较小。
温度能够改变物质的密度。在我们常见的物质中,气体的热胀冷缩最显著,它的密度受温度的影响也最大。一般固体、液体的热胀冷缩不像气体那样明显,因而密度受温度的影响比较小。同种物质温度越高密度越小,遵从热胀冷缩的规律,但是水比较特殊。水在4℃时密度最大。温度高千4 °C时,随着温度的升高,水的密度越来越小;温度低千4 ℃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。在寒冷的冬天,湖面封冻了,较深湖底的水却有可能保持4℃的水温,鱼儿仍然可以自由自在地游动呢!
密度与物质鉴别:不同物质的密度可能是相同的。例如,酒精和煤油都是液体,它们的密度都是0.8×103 kg/m3,但是通过气味可以区分它们。因此,要准确地鉴别物质,常常需要多种方法并用。
密度是物质的基本性质之一,每种物质都有自己的密度。密度在我们的社会生活中还有其他重要的应用。例如,通过对样品密度等信息的采集,可以确定它的种类及其经济价值。鉴定牛奶、酒的品质,农业选种时配制盐水等,都要用到密度的知识。在工业生产中密度知识的应用也很广泛。航空器材常采用高强度、低密度的合金或新刮合成材料。坚若磐石的机床底座则需要用坚固、密度大的材料制成。可见,密度的知识与人们社会生活的关系十分密切。
【典例探究1】事物都有其两面性。例如在北方的冬天,水结冰现象可以带来不同的结果:自来水管内水结冰,体积会______(选填“变大”或“变小”),导致自来水管被“冻裂”;菜窖内水桶里水结冰时会______(选填“吸热”或“放热”),使窖内的温度不会太低。
【答案】 变大 放热
【解析】[1]质量是物体的一种属性,与物体的状态无关,当水结冰时质量不变,而冰的密度小于水的密度,根据密度计算公式,密度变小,体积变大。
[2]水结冰属于晶体的凝固,凝固需要放出热量,故菜窖内水桶里水结冰时会放热,使窖内的温度不会太低。
【典例探究2】丹顶鹤立立跟同伴打架,失去了上喙。华南理工大学技术团队利用3D打印做出塑料上喙的大致模样,接着手工打磨得到形状完美的塑料上喙,打磨过程中塑料上喙的质量 ______、密度 ______。又根据塑料上喙铸造得到同形状的金属钛上喙,帮助立立重获长久捕食能力。从塑料上喙到金属钛上喙,质量增加68g,已知ρ塑料=1.1×103kg/m3,ρ钛=4.5×103kg/m3,立立上喙的体积为 ______cm3。
【答案】变小 不变 20
【解析】[1]打磨过程中塑料上喙塑料的含量变少,质量变小。
[2]打磨过程中塑料上喙的质量变小,体积变小,密度不变。
[3]从塑料上