公元前二百多年,希臘學者阿基米德曾為國王鑒定過一頂王冠,看它是否是純金制成的.他把質量為350g的王冠沉沒在水中時,有22.5cm3的水被排出,那么能鑒定出這頂王冠是純金制成的嗎?為什么?如果后來制作王冠的人承認了,他在制作時摻進了白銀,那么計算一下他在王冠里摻進了多少白銀?(計算結果保留一位小數)
解:當王冠沉沒在水中時,王冠的體積V=V排=22.5cm3,
王冠的密度為ρ==≈15.6g/cm3<ρ金,故這頂王冠不是純金制成的;
設王冠中含金和銀的體積為V金、V銀,則
王冠的質量為ρ金V金+ρ銀V銀=350g,
即19.3V金+10.5V銀=350------①
王冠的體積為V金+V銀=22.5-----②
由①②兩式可得:
m銀=100.5g或V銀=9.6cm3.
答:此皇冠不是由純金制成的,摻進了100.5g白銀.
當王冠沉沒在水中時,排開水的體積和王冠的體積相等,根據ρ=求出王冠的密度,再與金的密度比較,即可鑒定出這頂王冠是否由純金制成的;根據王冠的質量等于金和銀的質量之和,王冠的體積等于金和銀的體積之和求出王冠里摻進了多少白銀.
點評:本題考查了空心、混合物的密度計算,關鍵是知道合金的密度應是合金的質量和合金的體積的比值.