1、6.4 密度与社会生活1理 解密度与温度的关系；2知道水的反常膨胀 现象；3会利用密度知识进行物质的鉴别；4进一步理解密度是物质的特性；5理解密度知识在日常生活中的应用会进行密度的有关计算。1密度与温度(1）密度与温度关系：一般物质都有热胀冷缩的性质，即在温度升高时，体积膨 胀，在温度降低时，体积收缩。温度能够改变物质的密度，一般物体在温度升高时，密度会变小；温度降低时，密度会增大。常见的物质中，气体的热胀冷缩最为明显，它的密度受温度影响最大，固体、液体的密度也受温度的影响，热胀冷缩不如气体明显，因而密度受温度的影响较小。(2）水的反常膨胀：水的热胀冷缩比较特殊，水的这种情况称为“水的反常膨胀
2、”，这是大多数物质共有的，但是 04 的水，却是温度升高体积减小，缩；温度降低体积增大，胀。正因为如此 04 时，随着温度降低，体积变大，水的密度越来越小。高于 4 时，随着温度升高、体积变大，水的密度也越来越小，所以水在 4 时密度最大。热胀冷缩的防止：凡需要经受较大温度变化的东西，如果它们是用两种不同材料合在一起做的，那么在选择材料的时候，就必须考虑它们的热膨胀性质，两者越接近越好。工程师在设计房屋和桥梁时，都广泛采用钢筋混凝土，就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样，尽管春夏秋冬的温度不同，也不会产生有害的作用力，所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。【例 1】大部分物质都具有热胀冷缩的性质
3、，但是水在某些温度范围内，温度升高时，体积反而减小。如图所示是 1 kg 的纯水在不同温度时所占的体积曲线图。由图可知，在_时，1 kg 的纯水所占的体积最小，即水在_时的密度最大；温度在_时，水热胀冷缩；温度在_之间反常膨胀，即热缩冷胀；给 0 的水加热到 10 的过程中，水的密度_。解析：根据密度公式 可知，在质量一定时，体积越大，密度越小，从所给图象可以看出，mV水在 4 时，体积最小，由此可判断水在此温度下，密度最大，即水从 04 是热缩冷胀的，4 以后是热胀冷缩的。来源:学科网来源:学科网 ZXXK答案：4 4 高于 4 04 先增大，后减小2密度与物质鉴别来源:学科网 ZXXK可以
4、通过间接测量密度的方法来鉴别物质。因为密度是物质的特性，不同的物质密度一般不相同，若相同，还可以根据其他特性进一步鉴别。来源:学科网 ZXXK鉴别物质的基本的思路：先求出物质的密度数值，再查密度表确定属于哪种物质，至于运用密度值来鉴别物质真伪也可以用这种方法。即先算出物质的密度数值，再对照密度表判断真伪。计算值和理论值吻合为真，不吻合则材料有假。【例 2】为鉴别妈妈所戴的金戒指的真伪，小明用天平和量筒测量它的质量和体积时所得数据如图所示，请你帮他读出戒指的质量是_g，密度是_kg/m 3，由此可判断这枚戒指 _(填“是”或“不是”）纯金的。( 金 19.310 3 kg/m3）解析：物体的质量
5、 m m 砝 m 游 ，读游码时注意，以游码左侧所对应的标尺的示数为准，还要分清标尺的分度值为 0.2 g，则戒指的质量 m10 g2 g1 g0.8 g13.8 g，物体的体积V V2 V15 cm 33 cm 32 cm 3，则代入密度公式： 6.9 g/cm 36.910 3 mV 13.8 g2 cm3kg/m319.310 3 kg/m3，所以不是纯金的。答案：13.8 6.910 3 不是3密度在生产生活中的应用(1）农业中的应用：密度在农业上可以用来判断土壤的肥力，一般的土壤含有无机物(矿物质）和有机物(腐殖质），含有腐殖质越多的土壤越肥沃，如果土壤含矿物质多，因为矿物质的密度较
6、大，所以这种土壤的密度也较大。播种前选种也用到密度，把要选的种子放在水里，饱满健壮的种子由于密度大而沉到水底，瘪壳和杂草种子由于密度小而浮在水面。来源:学。科。网 Z。X。X。K一般含矿物质多的土壤密度为 2.6103 kg/m3。如果土壤含有腐殖质多，则土壤的密度较小，例如黑土的密度一般为 2.3103kg/m3。因此 土壤越肥沃，它的密度越小，假如土壤的密度较大，可以初步判断这种土壤是比较贫脊的。(2）工业中的应用：在工业生产上，有些工厂用的原料往往也根据密度来判断它的优劣，例如有的淀粉制造厂以土豆为原料，土豆含淀粉量的多少直 接影响淀粉的产量，一般来说含淀粉量多的土豆密度较大，所以通过测
7、定土豆的密度不 仅能判断出土豆的质量，还可以由此估计淀粉的产量，在铸造厂的生产中也用到密度，工厂在铸造金属物体前，需要估算出需熔化的金属量，以避免造成浪费。【例 3】一天，小明看到煤气公司价格牌上，冬季 55 元/瓶，夏季 51 元/瓶。他寻思着，为什么夏季价格低？他查找了煤气资料后发现：煤气冬季密度为 0.88103kg/m3，夏季为0.8103kg/m3，煤气瓶容积为 0.015 m3，通过计算发现夏季价格比冬季价格_ _(选填“高”或“低”）。若要两季价格一样，夏季应标价为_元/瓶。如果按质量计价应是_。解析：由于冬天和夏天煤气的密度不同，体积相同时，煤气的质量也不同，所以煤气价格的高低
8、，不应以瓶为计量单位，而是应用每千克为计量单位。冬季每瓶煤气的质量 m 冬 煤冬 V0.8810 3 kg/m30.015 m313.2 kg，单价为 55 元/13.2 kg4.17 元/kg；夏季每瓶煤气的质量 m 夏 煤夏 V0.810 3 kg/m30.015 m312 kg，单价为 51 元/12 kg4.25 元/kg；所以夏季比冬季价格高。若两季价格一样，夏季每瓶标价为 4.17 元/kg12 kg50 元。价格应是元/kg(约为 4.17 元/kg）。5012答案：高 50 4 .17 元/kg4根据密度选 择材料在日常生活、生产和科技中，经常要根据需要选择合适密度的材料。(1
9、）在体积相等的条件下，组成物体的物质密度越小，物质的质量就越小，也就越轻；来源:学科网 ZXXK(2）在体积相等的条件下， 组成物体的物质密度越大，物体的质量就越大，也就越重，飞机设计师为减轻飞机质量，在制造飞机时，常选用密度较小的金属，但还应具有较高的机械强度。【例 4】一些故事影片中常有这样的镜头：高墙倒塌压在众人(演员）身上，造成人员受伤。但在实际拍摄中，倒塌的高墙并不会伤害演员，砌成这种高墙的物块最有可能是( ）。来源:学_科_网 Z_X_X_KA泥土砖块 B金属块C泡沫塑料块 D水泥砖块解析：在实际拍摄中，倒塌的高墙不能伤害演员，因此要求墙体的质量必须较小，在体积一定的情况下，密度越
10、小其质量越小，故密度较小的泡沫塑料块做成 墙体比较合适。 来源:学+科+网答案：C5.混合密度的 计算两种物质混合的密度计算题，解答时除了灵活运用公式计算外，还特别要注意题隐含的两个关系：(1）混合物的总质量等于两种物质质量之和，即 m m1 m2；(2）混合物的总体积等于两种物质的体积之和，即 V V1 V2。同时还要注意计算中单位要统一。解混合物问题与溶质、溶剂 类问题应注意问题：(1）【例 5】中洪水是水和沙组成的混合物，根据混合物(江水样品）体积、质量和密度的知识，就可以算出洪水样品中含沙的质量，从而算出该洪水的含沙量。(2）若溶液中所加物质为固体溶质，则一般不考虑溶液的体积变化；若所
11、加物质为液体溶剂，则应在考虑溶液质量增加的同时，还应考虑溶液的体积的相应变化。【例 5】为了保护环境，治理水土流失，学校的环保小组测定了山洪冲刷地面时洪水中的平均含沙量(即每立方米的洪水中所含泥沙的质量）。治理环境之前，他们共采集了 40 dm3的水样，称得其总质量为 40.56 kg，已知干燥的泥沙的密度为 2.4103 kg/m3，试求洪水中的平均含沙量是多少。解：设所取水样总体积为 V，依题意可知， V 是水的体积 V 水 与水中泥沙体积 V 泥 之和；水样总质量 m 同样是水的质量与水中泥沙质量之和，即Error!水样中泥沙体积为：V 泥 m 水 V 泥 水 40.56 kg 1.01
12、03 kg/m340103 m32.4103 kg/m3 1.0103 kg/m30.410 3 m3水样中泥沙总质量为：m 泥 V 泥 2.410 3 kg/m30.4103 m30.96 kg水样共 40 dm3，即 40103 m3，因此洪水中的平均含沙量为 24 mV 0.96 kg4010 3 m3kg/m3。来源:学科网6物质的鉴别探究实验：现在给你甲、乙、丙三组贴有 A、 B 字母标签的不同物质：甲组： A、 B 两个烧杯中盛放着的是酒精和水，如图所示；乙组： A、 B 是两块金属，其中一块是铜，另一块是铁，如图所示；丙组： A、 B 是两个大小、形状完全一样的物体，外面涂有同样
13、的颜色，如图所示。你能将上面三组不同物质一一鉴 别开吗？说一说你是根据物质的什么特性鉴别的？【例 6】小明同学代表学校参加全市乒乓球比赛，获得了一枚奖牌，现要用密度的知识鉴别它是 用什么金属制作的， 实验室里有天平、烧杯(能装入奖牌）、水和量筒(不能装入奖牌）。(1）怎样测量奖牌的体积呢？说出你的办法。(2）这种鉴别方法一定可靠吗？为什么？解析：从所给器材可以看出，奖牌不能放入量筒中，故不能直接用排水法测出奖牌的体积，只能利用烧杯，在烧杯内装满水，将奖牌放入后，把排出的水倒入量筒中，测出奖牌排开的水的体积，也就是奖牌的体积，由于把排出的水倒入量筒中时，不可能全部倒入量筒中，故测量的体积有较大的误差，同时，奖牌可能是 由多种金属混合而成的合金类物质，故这种判断方法不可靠。来源:Z|xx|k.Com答案：(1）将烧杯中装满水，将奖牌完全浸入烧杯里，用量筒量出溢出的水的体积就是奖牌的体积。(2）这种方法不一定可靠，因为本实验可能 有较大误差，使计算出的密度值与物质的密度相差较多，导致无法判断，或者奖牌可能是用几 种金属制成的，从测量出的密度不能判断是某一种。要想减小实验的误差，可以采用精密的测量工具和正确的实验方法；合金类物质的密度介于组成这合金的各物质的密度之间。由于测量误差的存在，即使是纯某种金 属做的，也很难测出其真实值。
