5. 已知$\rho_{水}= 1.0×10^{3}kg/m^{3}$,$\rho_{冰}= 0.9×10^{3}kg/m^{3}$,质量为90kg的水全部凝固成冰后,体积将______(选填“变大”或“变小”),这些冰的体积为______$m^{3}$。水具有反常膨胀的特性,右图为$1.01×10^{5}Pa$大气压强下质量为1g的水的密度—温度图像,根据图像可知,温度等于$4^{\circ}C$时,水的密度最______(选填“大”或“小”)；在$0\sim4^{\circ}C$范围内,水具有______(选填“热胀冷缩”或“热缩冷胀”)的性质。

变大 0.1 大 热缩冷胀

6. 某碳纤维自行车(如图所示)的总质量为11.4kg。它的实心轮胎用橡胶制成,橡胶的质量为2.4kg。其余部件均为碳纤维材料,自行车上碳纤维材料的体积是轮胎体积的3倍。(橡胶的密度为$1.2×10^{3}kg/m^{3}$)
(1)自行车中橡胶的体积是多少?
(2)碳纤维材料的密度是多少?
(3)有一种密度更小的材料——全碳气凝胶,它的密度只有$0.16×10^{-3}g/cm^{3}$。如果该自行车全部用全碳气凝胶制作,那么自行车的质量是多少克?

(1) $2×10^{-3}m^{3}$ (2) $1.5×10^{3}kg/m^{3}$ (3) 1.28g
解析 (1) 自行车中橡胶的体积
$ V_{橡胶} = \frac{m_{橡胶}}{\rho_{橡胶}} = \frac{2.4kg}{1.2×10^{3}kg/m^{3}} = 2×10^{-3}m^{3} $
(2) 碳纤维材料的质量
$ m_{碳纤维} = m_{总} - m_{橡胶} = 11.4kg - 2.4kg = 9kg $
碳纤维材料的体积
$ V_{碳纤维} = 3V_{橡胶} = 3×2×10^{-3}m^{3} = 6×10^{-3}m^{3} $
则碳纤维材料的密度
$ \rho_{碳纤维} = \frac{m_{碳纤维}}{V_{碳纤维}} = \frac{9kg}{6×10^{-3}m^{3}} = 1.5×10^{3}kg/m^{3} $
(3) 如果该自行车全部用全碳气凝胶制作，那么自行车的质量
$ m' = \rho_{气凝胶}V_{总} = 0.16kg/m^{3}×(2×10^{-3}m^{3} + 6×10^{-3}m^{3}) = 1.28×10^{-3}kg = 1.28g $