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.现有一根铁（Fe）晶，直径d=1.60μm，用了F=0.0264N的力将它拉断.试估算拉断过程中最大的Fe原子力f.（铁的密度取7.92g　／　cm³.）

Answer 1

8.25×10^-10N.
解：因原子力作用范围在10^-10m数量级，阻止拉断的原子力主要来自于断开面上的所有原子对.当Fe晶上的拉力分摊到每一对Fe原子上的力超过拉伸中的最大原子力时，Fe晶就被拉断.
铁的mol质量MA=55.85×10^-3kg，原子体积为
V==1.171×10^-29（m³）
原子直径  D==2.82×10^-10（m）
原子球的大圆面积  S==6.25×10^-20（m²）
铁晶断面面积  S′==2.01×10^-10（m²）
断面上排列的铁原子数  N==3.2×10⁷
最后求得  f=F/N=8.25×10^-10N.
【试题分析】