Question

2．閱讀以下材料，回答相關(guān)問題．
碳納米管是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的材料．碳納米管具有良好的力學(xué)性能．它的硬度與金剛石相當(dāng)，卻擁有良好的柔韌性，可以拉伸．碳納米管的強(qiáng)度比同體積鋼的強(qiáng)度高100倍，質(zhì)量卻只有后者的$\frac{1}{6}$．碳納米管因而被稱為“超級(jí)纖維”．
研究人員曾將碳納米管置于巨大的水壓下（相當(dāng)于水下1×10⁴m深處的壓強(qiáng)），由于巨大的壓力，碳納米管被壓扁．撤去壓力后，碳納米管像彈簧一樣立即恢復(fù)了原狀，表現(xiàn)出良好的韌性．這啟示人們可以利用碳納米管制造輕薄的彈簧，用在汽車、火車上作為減震裝置，能夠大大減輕重量．
由于碳納米管的結(jié)構(gòu)與石墨的片層結(jié)構(gòu)相同，所以具有很好的電學(xué)性能．碳納米管表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性，導(dǎo)電能力通�？蛇_(dá)銅的1萬倍．
碳納米管具有良好的傳熱性能，由于具有非常大的長徑比，因而其沿著長度方向的熱交換性能很高，相對(duì)其垂直方向的熱交換性能較低，通過合適的取向，碳納米管可以合成各向異性的熱傳導(dǎo)材料．
（1）碳納米管的密度約為鋼密度的$\frac{1}{6}$；
（2）水下1×10⁴m處的壓強(qiáng)約為1×10⁸Pa；
（3）跟銅相比，碳納米管的導(dǎo)電能力更強(qiáng)；
（4）通過合適的取向，碳納米管可以合成各向異性的熱傳導(dǎo)材料．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳納米管的強(qiáng)度比同體積鋼的強(qiáng)度高100倍，質(zhì)量卻只有后者的$\frac{1}{6}$．可求得碳納米管的密度約為鋼密度的多少倍．
（2）根據(jù)p=ρgh可求得水下1×10⁴m處的壓強(qiáng)．
（3）根據(jù)材料中的“由于碳納米管的結(jié)構(gòu)與石墨的片層結(jié)構(gòu)相同，所以具有很好的電學(xué)性能．碳納米管表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性，導(dǎo)電能力通�？蛇_(dá)銅的1萬倍”可得出結(jié)論．
（4）根據(jù)“通過合適的取向，碳納米管可以合成各向異性的熱傳導(dǎo)材料”可得出結(jié)論．

解答 解：（1）由m_納米管=$\frac{1}{6}$m_鋼，V相同，
可得：
$\frac{{ρ}_{納米管}}{{ρ}_{鋼}}$=$\frac{{m}_{納米管}V}{{m}_{鋼}V}$=$\frac{1}{6}$；
（2）水下1×10⁴m處的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1×10⁴m=1.0×10⁸Pa；
（3）由“碳納米管表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性，導(dǎo)電能力通�？蛇_(dá)銅的1萬倍”可知，跟銅相比，碳納米管的導(dǎo)電能力更強(qiáng)；
（4）由材料可知通過合適的取向，碳納米管可以合成各向異性的熱傳導(dǎo)材料．
故答案為：（1）$\frac{1}{6}$；（2）10⁸；（3）強(qiáng)；（4）熱傳導(dǎo)．

點(diǎn)評(píng) 此題考查液體壓強(qiáng)的計(jì)算和密度公式的應(yīng)用，此題看似復(fù)雜，其實(shí)只要認(rèn)真閱讀材料，很容易得出答案．