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，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，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，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=0.8×103 kg/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）求混合前原有水的體積．

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖①②③可知，m1=20.2g，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﹣20.2g=11.2g；

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；

（2）解：已知密封的是水和酒精的混合物，一個月后，液體體積明顯減小，計算結果表明，剩余液體都是酒精，據此可以得到：

①氧化石墨烯薄膜具有較好的透水性，燒杯內部的水全部蒸發；

②氧化石墨烯薄膜具有良好的密封性，水雖然蒸發了，但酒精的質量沒有變化．

因為分子間有空隙，所以酒精和水混合后總體積會變少，因此不能用V2和V3的差值來計算混合前水的體積；

混合前水的質量：m水=m2﹣m3=57.4g﹣31.4g=26g，

由ρ= 可得，混合前水的體積：

V水= = =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）由質量之差，得出水的質量，利用密度公式變形求出體積．
【考點精析】通過靈活運用密度的計算，掌握密度公式：ρ = m/v即可以解答此題．