一底面积是100厘米2的柱形容器内盛有适量的水,现将含有石块的冰块投入容器的水中,恰好悬浮,此时水位上升了6厘米.当水中冰块全部熔化后,相比熔化前水对容器底部的压强改变了55.28
问题描述:
一底面积是100厘米2的柱形容器内盛有适量的水,现将含有石块的冰块投入容器的水中,恰好悬浮,此时水位上升了6厘米.当水中冰块全部熔化后,相比熔化前水对容器底部的压强改变了55.28帕.求石块的密度.
答
含有石块的冰块悬浮时,水位上升了△h=6cm=0.06m,
冰块和石块的总体积:
V总=S×△h=100×10-4m2×0.06m=6×10-4m3,
(m石+m冰)g=F浮=G排=ρ水gS×△h=1000kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.06m=6N,
∴石块和冰的总质量:
(m石+m冰)=
=F浮 g
=0.6kg,6N 10N/kg
冰熔化后,水位下降的高度:
h降=
=△p
ρ水g
=5.528×10-3m,55.28Pa 1000kg/m3×10N/kg
冰熔化成水质量m不变,
∵ρ=
m V
∴V=
,m ρ
∴
-m ρ冰
=S×h降,m ρ水
冰的质量:
m=S×h降×
=100×10-4m2×5.528×10-3m×
ρ水ρ冰
ρ水−ρ冰
=0.49752kg,1000kg/m3×900kg/m3
1000kg/m3−900kg/m3
石块质量:
m石=0.6kg-0.49752kg=0.10248kg,
石块体积:
V石=V总-V冰=V总-
=6×10-4m3-m ρ冰
=4.72×10-5m3,0.49752kg 900kg/m3
石块的密度:
ρ石=
=m石 V石
=2.17×103kg/m3.0.10248kg 4.72×10−5m3
答:石块的密度为2.17×103kg/m3.