奇奇奶奶在商店里購買了一件金飾,是一個花朵形狀的吊墜,奇奇奶奶將吊墜拿給奇奇.想讓他幫忙判斷吊墜是不是純金制品,在不損壞吊墜的前提下,怎樣才能鑒定出吊墜是否為純金制品呢?
鑒定方法
純金有獨特的金屬色澤,質地較軟,熔點較高.如果往純金中摻入其他金屬,那么可能會導致金的顏色偏紅、偏暗,也會使金的硬度變大,這時直接觀察顏色或對其進行簡單刮擦就能看出區(qū)別,但有時利用其他金屬,如銅或鋅,按照一定比例混合,可以做成和純金一樣顏色的金合,單純通過觀察已經很難區(qū)分,需要借助其他方法.
鑒定原理
奇奇通過學習,知道了密度是物質的一種性質,不同物質的密度一般是不同的,因此可以利用密度來鑒定物質,經過查找資料,奇奇得知純金的密度約為19.3 g/cm3.如果能夠測得吊墜的密度,那么能夠粗略判斷出它是不是純金制品,由密度的計算公式ρ=m/V可知,需要測量出吊墜的質量和體積.奇奇想到家里有高精度的電子秤,可以直接測量出吊墜的質量,問題是該如何測量吊墜的體積呢?
吊墜外形復雜,很難直接測量,奇奇想到了利用水來測量吊墜的體積.如果在杯中裝滿水,將吊墜浸沒在水中,那么吊墜的體積就等于溢出水的體積將吊墜從杯中取出后,杯中水減小的質量就是溢出水的質量,已知水的密度為1 g/cm3,利用公式V=m/ρ,就可以計算出溢出水的體積.
鑒定真假
奇奇找來紙杯、電子秤、細線等,決定按照上述原理測量吊墜的密度.具體步驟為:
1.將吊墜放在電子秤上,測量出其質量m金.
2.在紙杯中裝滿水.用電子秤測量出紙杯和水的總質量m總.
3.將細線的一端系在吊墜上,拎起吊墜放入紙杯中,保證吊墜浸沒在水中,待無水從紙杯中溢出后,將吊墜從紙杯中取出,并擦干紙杯外側的水漬.
4.將裝有剩余水的紙杯再次放到電子秤上,測量出紙杯和剩余水的總質量m剩.
5.用公式ρ金=(m金子/m總-m剩)ρ水計算出吊墜的密度.
經過測量,奇奇測量出吊墜的密度約為19 g/cm3,應該為純金制品.
[本文系2022年度河南省基礎教育教學研究項目“指向核心素養(yǎng)的初中物理跨學科實踐案例開發(fā)研究”(項目編號:JCJYB2206010032)研究成果]