质量为4 kg的水桶,桶内结满了冰,且冰面正好与桶口相平,此时桶与冰的总质量为22 kg。已知冰的密度ρ冰=0.9×103 kg/m3,求:
(1)桶的容积是多大?
(2)当冰全部融化为水后,需要向桶中倒入多少千克水,水面才能与桶口相平?
解析:
(1)桶中冰的质量:
m冰=22 kg-4 kg=18 kg
桶的容积为
V桶=V冰==0.02 m3
(2)冰全部熔化为水后,状态变化、质量不变,则冰化成水的质量
m水1=m冰=18 kg
由题意知,装满水时水的体积
V水2=V桶=0.02 m3
装满水时水的质量:
m水2=ρ水V水2=1.0×103 kg/m3×0.02 m3=20 kg
则还需要加水的质量:
Δm=m水2-m水1=20 kg-18 kg=2 kg。
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