Question

晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的、非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体.现有一根(Fe)晶须，直径为D=1.6 μm，用了F=0.026 4 N的力将它拉断.试估算拉断过程中最大的分子力f.(铁的密度ρ=7.92×10³ kg/m³)

Answer 1

8.25×10^-10 N

解析:

一个铁原子的体积为V₀=

代入数据解得V₀=1.175×10^-29 m³

所以其直径为d=()=2.82×10^-10 m

将铁原子看作一个球体，则铁原子球的最大截面积为

S=πd²=6.24×10^-20m²

而铁晶须的横截面积为

S′=πD²=m²=2.01×10^-12m²

所以断面上排列的铁原子数为

n==3.2×10⁷(个)

断面上所有最大分子力的合力与拉力F是一对平衡力，故有

f=N=8.25×10^-10 N.