混合类密度题由于涉及的物理量多,很多同学在分析时无从下手。其实,同学们只要抓住这类习题的两个特征:混合前后的质量和体积不变。即:m1+m2=m混,V1+V2=V混。利用这两个不变量建立方程组,然后结合密度公式ρ=m/V,对基本方程进行变形,混合问题则可解决。
题1为了保护环境,治理水土流失,学校的环保小组要测定出山洪冲刷地面时洪水中的含沙量。治理环境前,他们共收集了38dm3的水样,称得其质量为38.7kg,试计算洪水中的含沙量为多少?(ρ沙=2.4×103kg/m3,不考虑沙的吸水性)
析与解:洪水可看成纯水和干沙子的混合物,混合前后质量和体积不变,依此建立方程组:
m水+m沙=38.7kg……①
V水+V沙=38dm3……②
方程②变形得:
m水/ρ水+m沙/ρ沙=38dm3……③
联立方程①③解得:m沙=1.2kg
题2一节货车的车厢的容积为40m3。载重量为3×104kg,现要用密度为7.8×103kg/m3的钢材和密度为0.5×103kg/m3的木材把这节车厢装满,则钢材的体积最多为多少?木材的体积最多为多少?
析与解:本题应考虑两个因素一要装满,即V铁+V木=40m3……①;二要考虑不能超载,即m铁+m木=3×104kg……②。方程②变形得:ρ铁V铁+ρ木V木=3×104kg……③
联立方程①③解得:V铁=1.37m3V木=38.63m3
题3有密度为1g/cm3的水和密度为0.8g/cm3的酒精各160g,用它们配制密度为0.84g/cm3的消毒酒精,最多能配成多少克消毒酒精?(混合的过程中体积的变化忽略不计)
析与解:混合过程中质量和体积不变
m水+m酒=m混……①V水+V酒=V混……②
方程②变形得:
m水/ρ水+m酒/ρ酒=(m水+m酒)/ρ酒……③
解方程③得:m酒=3.2m水。m酒>m水所以酒精全部用完为160g,用水为50g,消毒酒精的最大质量为210g。