晶須是一種發(fā)展中的高強(qiáng)度材料，它是一些非常細(xì)的、非常完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體.現(xiàn)有一根(Fe)晶須，直徑為D=1.6 μm，用了F=0.026 4 N的力將它拉斷.試估算拉斷過(guò)程中最大的分子力f.(鐵的密度ρ=7.92×103 kg/m3)

解析：一個(gè)鐵原子的體積為V0=

代入數(shù)據(jù)解得V0=1.175×10-29 m3

所以其直徑為d=()=2.82×10-10 m

將鐵原子看作一個(gè)球體，則鐵原子球的最大截面積為

S=πd2=6.24×10-20m2

而鐵晶須的橫截面積為

S′=πD2=m2=2.01×10-12m2

所以斷面上排列的鐵原子數(shù)為

n==3.2×107(個(gè))

斷面上所有最大分子力的合力與拉力F是一對(duì)平衡力，故有

f=N=8.25×10-10 N.

答案：8.25×10-10 N

練習(xí)冊(cè)系列答案
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晶須是一種發(fā)展中的高強(qiáng)度材料，它是一些非常細(xì)的完整的絲狀（橫截面為圓形）晶體．現(xiàn)有一根鐵（Fe）晶，直徑為d，能承受的最大拉力為F．試求剛要拉斷時(shí)原子間的作用力f．（已知鐵的密度ρ，鐵的摩爾質(zhì)量M，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，忽略鐵分子間的空隙）

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中最大的Fe原子力Ff.(Fe的密度ρ=7.92 g·cm-3).

 

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