Question

14．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．

Answer 1

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=$\frac{1}{6}$m_钢，V相同，可得：$\frac{{ρ}_{纳米}}{{ρ}_{钢}}$=$\frac{{m}_{纳米}V}{{m}_{钢}V}$=$\frac{1}{6}$；
（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．