Question

玻璃是由炽热的玻璃液体冷却后形成的．受油滴能在水面均匀分布开来的启发，科研人员发明了一种制取平板玻璃的方法．其主要过程是让玻璃液体浮于某溶液表面上，冷凝后用真空吸盘吊运，如下图所示．

（1）该方法的关键是能否找到会浮起玻璃液体的一种溶液，你认为这种溶液应具备怎样的物理特征？（说出两点）
（2）一块密度为2.5×10³kg/m³，体积为1.5×10^-2m³的平板玻璃，冷凝后用真空吸盘吊运转送，若当时大气压为l×10⁵Pa，则吸盘的面积至少是多少m²？
（3）将上述玻璃板提升1m，需克服重力做多少功？

Answer

（1）从液体的密度和沸点两方面分析；
（2）知道平板玻璃的体积和密度，利用密度公式求平板玻璃的质量，再利用重力公式求平板玻璃的重；能吊起时，平板玻璃受到的拉力至少等于平板玻璃重，而平板玻璃受到的拉力根据F=ps求出，据此求出吸盘的最小面积；
（3）将平板玻璃提升1m，利用W=Gh求克服重力做功．
【解析】
（1）要让玻璃浮在液体面上，溶液的密度大于玻璃的密度；并且液体的沸点要高于炽热玻璃液体的温度；
（2）平板玻璃重：
G=mg=ρvg=2.5×103kg/m3×1.5×10-2m3×10N/kg=375N，
能吊起时，平板玻璃受到的拉力：
F=ps≥G，即：1×l05Pa×s≥375N，
∴s≥3.75×10-3m2；
（3）W=Gh=375N×1m=375J．
答：（1）溶液应具备密度比液体的密度大、沸点比玻璃温度高的特点；
（2）吸盘的面积至少是3.75×10-3m2；
（3）将上述玻璃板提升1m，需克服重力做375J．