Question

【题目】气凝胶不同于我们传统思维中的“胶”，它是一种固体物质形态，密度为3kg/m，被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”，曾获得吉尼斯纪录“世界上最轻的固体”称号。最早是在1931年，由S.Kistler采用超临界干燥方法成功制备出SiO2气凝胶。由于气凝胶中一般80%以上是空气，所以有非常好的隔热效果，一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能。即使把气凝胶放在玫瑰与火焰之间，玫瑰也会丝毫无损。气凝胶在航天探测上也有多种用途，在俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”的探测器上都有用到这种材料。

(1)气凝胶曾获得吉尼斯纪录“世界上最轻的固体”称号，其中的“最轻”是指的什么物理性质特点？

(2)现有一个隔热装置原用的是长、宽、厚分别为5m、2m、0.05m的玻璃作隔热材料，试求换成用气凝胶作形状相同的隔热材料，这个隔热装置的质量会减少多少？（玻璃的密度为2.5×103kg/m3）

Answer 1

【答案】(1)是指密度在固体中最小；(2)1248.5 kg。

【解析】

(1)气凝胶是世界上最轻的固体，轻是指单位体积的质量小，即密度在固体中最小；

(2) 玻璃隔热装置的体积：

V玻璃=abh=5m2m0.05m=0.5m3，

玻璃隔热装置的质量是：

m玻璃=ρ玻璃V玻璃=2.5×103kg/m3×0.5m3=1250kg，

气凝胶的体积：V=V玻璃=0.5m3，气凝胶的质量：

m=ρ气凝胶V=3kg/m3×0.5m3=1.5kg，

减轻的质量是：

△m= m玻璃-m=1250kg-1.5kg=1248.5kg。

答：(1)是指密度在固体中最小；

(2) 隔热装置的质量会减少1248.5 kg。