Question

【題目】因研究石墨烯而獲得2010年諾貝爾物理學獎之后，安德烈海姆進而研究氧化石墨烯薄膜并獲得新進展．為探究氧化石墨烯薄膜的物理特性，他進行了這樣一組實驗，如圖所示：
①將氧化石墨烯薄膜覆蓋在有刻度的空燒杯口上，如圖①測得總質量m1；
②將薄膜揭開，向燒杯內倒入酒精與水的混合物，蓋緊薄膜，如圖②測得其總質量m2；
③一個月后，檢查發現薄膜覆蓋緊密完好，燒杯內液體體積明顯減小，如圖③測得此時總質量m3；
④以后，燒杯內液體體積保持不變．
已知ρ酒精=0.8×103kg/m3 ， 問
（1）一個月后，燒杯內剩余的液體密度是多少？是何種物質？
（2）實驗說明氧化石墨烯薄膜具有怎樣的物理特性？（寫出一點即可）
（3）混合前原有水的體積是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖①、②、③可知，m1=20g，m2=50g+5g+2.4g=57.4g，m3=20g+10g+1.4g=31.4g，

剩余液體質量，m=m3﹣m1=31.4g﹣20g=11.4g；

由圖②、③可知：V2=38ml，V3=14ml，

剩余液體的體積：V=V3=14ml，

ρ液= = ≈0.8g/cm3，該液體為酒精；

答：剩余液體的密度是0.8 g/cm3，該物質為 酒精；

（2）解：一個月后，剩余液體成分為酒精，說明水分已揮發，氧化石墨烯薄膜分子間有空隙，氧化石墨烯薄膜具有可以使水分子透過的物理特性；

答：氧化石墨烯薄膜具有可以使水分子透過的物理特性；

（3）解：混合前水的質量，m水=m2﹣m3=57.4g﹣31.4g=26g

混合前水的體積：V水= = =26cm3．

答：混合前水的體積是26cm3．

【解析】（1）讀出天平、燒杯的示數，由密度公式可求密度，根據密度的值，確定物質；（2）由實驗過程，結合數據分析解答；（3）由質量之差，得出水的質量，利用密度公式變形求出體積．