Question

【题目】如图所示，气凝胶是一种多孔状，类似海绵结构的硅元素固体，孔状内有99.8%的空间．这种新材料密度非常小，但是却非常坚固耐用，最高能承受1400℃的高温，因为它耐磨且富有弹性，据悉2018年美国宇航局派宇航员登陆火星时，就用它做隔热制成宇航服．

（1）有人做过这样一个实验：在一金属块上涂上0.006m厚的气凝胶，结果在1kg的炸药爆炸试验中气凝胶毫发无损．若金属块的表面积为5m2，覆盖在金属块上的气凝胶质量0.09千克，则该材料的密度为多少？

（2）某大型飞机采用现在盛行的超高强度结构钢制造，质量158t，若采用“气凝胶”代替钢材来制造一架同样大小的飞机，则需“气凝胶”的质量为多少千克？（钢的密度ρ=7.9×103kg/m3）．

Answer 1

【答案】（1）3㎏/m3 ；（2）60㎏

【解析】(1)覆盖在金属块上气凝胶的体积：VSh5m2×6×103m0.03m3，气凝胶的密度为：ρ， (2)由ρ可得，钢材的体积：V钢20m3，由题知，气凝胶的体积：VV钢20m3，气凝胶的质量：mρV′3kg/m3×20m360kg.