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【题目】如图所示,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.这种新材料密度非常小,但是却非常坚固耐用,最高能承受1400℃的高温,因为它耐磨且富有弹性,据悉2018年美国宇航局派宇航员登陆火星时,就用它做隔热制成宇航服.

1)有人做过这样一个实验:在一金属块上涂上0.006m厚的气凝胶,结果在1kg的炸药爆炸试验中气凝胶毫发无损.若金属块的表面积为5m2,覆盖在金属块上的气凝胶质量0.09千克,则该材料的密度为多少?

2)某大型飞机采用现在盛行的超高强度结构钢制造,质量158t,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”的质量为多少千克?(钢的密度ρ=7.9×103kg/m3).

【答案】13/m3 ;(260

【解析】(1)覆盖在金属块上气凝胶的体积:VSh5m2×6×103m0.03m3气凝胶的密度为:ρ, (2)ρ可得,钢材的体积:V20m3,由题知,气凝胶的体积:VV20m3,气凝胶的质量:mρV′3kg/m3×20m360kg.

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