Question

14．閱讀以下材料．回答相關問題．
碳納米管是一種具有特殊結構的材料．碳納米管具有良好的力學性能．它的硬度與金剛石相當，卻擁有良好的柔韌性．可以拉伸．碳納米管的強度比同體積鋼的強度高100倍，質量卻只有后者的1/6．碳納米管因而被稱為″超級纖維″
研究人員曾將碳納米管置于巨大的水壓下（相當于水下1×104m深處的壓強），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了原狀，表現出良好的韌性．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．
由于碳納米管的結構與石墨的片層結構相同．所以具有很好的電學性能．碳納米管表現出良好的導電性．導電能力通常可達銅的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處的壓強約為1×10⁸Pa；
③跟銅相比，碳納米管的導電能力更強；
④通過合適的取向，碳納米管可以合成各向異性的熱傳導材料．

Answer 1

分析 （1）根據碳納米管的強度比同體積鋼的強度高100倍，質量卻只有后者的$\frac{1}{6}$，可求得碳納米管的密度約為鋼密度的多少倍；
（2）根據p=ρgh可求得水下1×10⁴m處的壓強；
（3）根據材料中的“由于碳納米管的結構與石墨的片層結構相同，所以具有很好的電學性能．碳納米管表現出良好的導電性，導電能力通常可達銅的1萬倍”可得出結論；
（4）根據“通過合適的取向，碳納米管可以合成各向異性的熱傳導材料”可得出結論．

解答 解：
（1）由m_納米=$\frac{1}{6}$m_鋼，V相同，可得：$\frac{{ρ}_{納米}}{{ρ}_{鋼}}$=$\frac{{m}_{納米}V}{{m}_{鋼}V}$=$\frac{1}{6}$；
（2）水下1×10⁴m處的壓強：p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1×10⁴m=1.0×10⁸Pa；
（3）由“碳納米管表現出良好的導電性，導電能力通常可達銅的1萬倍”可知，跟銅相比，碳納米管的導電能力更強；
（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材料．
故答案為：（1）$\frac{1}{6}$；（2）10⁸；（3）強；（4）熱傳導．

點評 此題考查液體壓強的計算和密度公式的應用，此題看似復雜，其實只要認真閱讀材料，很容易得出答案．