人类在新材料探索的道路上总在进行着不懈的努力 世界上密度最小的固体“气凝胶”就是新材料探索的重要成果

Question

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。这种新材料密度仅为3mg/cm³，看似脆弱不堪，其实非常坚固耐用，最高能承受1400℃的高温。因为它耐磨且富有弹性，所以很多职业登山者登山时所穿的鞋子都是气凝胶制成的。（1）请根据你对“气凝胶”性质的理解，说出“气凝胶”的两个物理属性（2）已知某大型飞机采用现在盛行的超高清度结构钢（7.8*10³kg/m³）制造，耗钢130t 若采用气凝胶代替钢材来制造一架同
样大小的飞机，则需气凝胶质量为多少kg?

Answer 1

想得到气凝胶的质量，根据公式：m=ρv，在知道气凝胶的密度的前提下，还需要知道气凝胶的体积；
由于采用“气凝胶”代替钢材来制造一架同样大小的飞机，所以，所需气凝胶的体积的大小应该与原来用的钢材的体积相同．
利用告诉的钢材的质量和钢材的密度，结合公式：ρ=mv即可求出钢材的体积，从而可以解决此题．

已知：ρ胶=3kg/m3，ρ钢=7.8×103kg/m3，m钢=130吨=1.3×105kg
根据题目中告诉的钢材的质量和密度，可以求出这架飞机所需钢材的体积V钢
V钢=m钢ρ钢=1.3×105kg7.8×103kg/m3≈19.2m3
由于气凝胶的体积与钢材的体积相同，
所以V胶=V钢=19.2m3
气凝胶的质量m胶=ρ胶V胶=3kg/m3 ×19.2m3=57.2kg≈0.05吨．

Answer 2

纳诺高科，专业生产气凝胶厂家。