题目内容
2.阅读以下材料,回答相关问题.碳纳米管是一种具有特殊结构的材料.碳纳米管具有良好的力学性能.它的硬度与金刚石相当,却拥有良好的柔韧性,可以拉伸.碳纳米管的强度比同体积钢的强度高100倍,质量却只有后者的$\frac{1}{6}$.碳纳米管因而被称为“超级纤维”.
研究人员曾将碳纳米管置于巨大的水压下(相当于水下1×104m深处的压强),由于巨大的压力,碳纳米管被压扁.撤去压力后,碳纳米管像弹簧一样立即恢复了原状,表现出良好的韧性.这启示人们可以利用碳纳米管制造轻薄的弹簧,用在汽车、火车上作为减震装置,能够大大减轻重量.
由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同,所以具有很好的电学性能.碳纳米管表现出良好的导电性,导电能力通常可达铜的1万倍.
碳纳米管具有良好的传热性能,由于具有非常大的长径比,因而其沿着长度方向的热交换性能很高,相对其垂直方向的热交换性能较低,通过合适的取向,碳纳米管可以合成各向异性的热传导材料.
(1)碳纳米管的密度约为钢密度的$\frac{1}{6}$;
(2)水下1×104m处的压强约为1×108Pa;
(3)跟铜相比,碳纳米管的导电能力更强;
(4)通过合适的取向,碳纳米管可以合成各向异性的热传导材料.
分析 (1)根据碳纳米管的强度比同体积钢的强度高100倍,质量却只有后者的$\frac{1}{6}$.可求得碳纳米管的密度约为钢密度的多少倍.
(2)根据p=ρgh可求得水下1×104m处的压强.
(3)根据材料中的“由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同,所以具有很好的电学性能.碳纳米管表现出良好的导电性,导电能力通常可达铜的1万倍”可得出结论.
(4)根据“通过合适的取向,碳纳米管可以合成各向异性的热传导材料”可得出结论.
解答 解:(1)由m纳米管=$\frac{1}{6}$m钢,V相同,
可得:
$\frac{{ρ}_{纳米管}}{{ρ}_{钢}}$=$\frac{{m}_{纳米管}V}{{m}_{钢}V}$=$\frac{1}{6}$;
(2)水下1×104m处的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×104m=1.0×108Pa;
(3)由“碳纳米管表现出良好的导电性,导电能力通常可达铜的1万倍”可知,跟铜相比,碳纳米管的导电能力更强;
(4)由材料可知通过合适的取向,碳纳米管可以合成各向异性的热传导材料.
故答案为:(1)$\frac{1}{6}$;(2)108;(3)强;(4)热传导.
点评 此题考查液体压强的计算和密度公式的应用,此题看似复杂,其实只要认真阅读材料,很容易得出答案.
练习册系列答案
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6.下列说法中,正确的是( )
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