Question

【題目】因研究石墨烯而獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)之后，安德烈海姆進(jìn)而研究氧化石墨烯薄膜并獲得新進(jìn)展．為探究氧化石墨烯薄膜的物理特性，他進(jìn)行了這樣一組實(shí)驗(yàn)，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(cè)得總質(zhì)量m1；
②將薄膜揭開(kāi)，向燒杯內(nèi)倒入酒精與水的混合物，蓋緊薄膜，測(cè)得其總質(zhì)量m2；
③一個(gè)月后，檢查發(fā)現(xiàn)薄膜覆蓋緊密完好，燒杯內(nèi)液體體積明顯減小，測(cè)得此時(shí)總質(zhì)量m3；
④以后，燒杯內(nèi)液體體積保持不變．已知ρ酒精=0.8×103 kg/m3 ，

問(wèn)：
（1）一個(gè)月后，燒杯內(nèi)剩余的液體密度是多少？是何種物質(zhì)？
（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(zhì)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(gè)月后，液體體積明顯減小，計(jì)算結(jié)果表明，剩余液體都是酒精，據(jù)此可以得到：

①氧化石墨烯薄膜具有較好的透水性，燒杯內(nèi)部的水全部蒸發(fā)；

②氧化石墨烯薄膜具有良好的密封性，水雖然蒸發(fā)了，但酒精的質(zhì)量沒(méi)有變化．

因?yàn)榉肿娱g有空隙，所以酒精和水混合后總體積會(huì)變少，因此不能用V2和V3的差值來(lái)計(jì)算混合前水的體積；

混合前水的質(zhì)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(shù)，由密度公式可求密度，根據(jù)密度的值，確定物質(zhì)；（2）由質(zhì)量之差，得出水的質(zhì)量，利用密度公式變形求出體積．
【考點(diǎn)精析】通過(guò)靈活運(yùn)用密度的計(jì)算，掌握密度公式：ρ = m/v即可以解答此題．