Question

【題目】氣凝膠不同于我們傳統思維中的“膠”，它是一種固體物質形態，密度為3kg/m，被叫做“凍結的煙”或“藍煙”，曾獲得吉尼斯紀錄“世界上最輕的固體”稱號。最早是在1931年，由S.Kistler采用超臨界干燥方法成功制備出SiO2氣凝膠。由于氣凝膠中一般80%以上是空氣，所以有非常好的隔熱效果，一寸厚的氣凝膠相當20至30塊普通玻璃的隔熱功能。即使把氣凝膠放在玫瑰與火焰之間，玫瑰也會絲毫無損。氣凝膠在航天探測上也有多種用途，在俄羅斯“和平”號空間站和美國“火星探路者”的探測器上都有用到這種材料。

(1)氣凝膠曾獲得吉尼斯紀錄“世界上最輕的固體”稱號，其中的“最輕”是指的什么物理性質特點？

(2)現有一個隔熱裝置原用的是長、寬、厚分別為5m、2m、0.05m的玻璃作隔熱材料，試求換成用氣凝膠作形狀相同的隔熱材料，這個隔熱裝置的質量會減少多少？（玻璃的密度為2.5×103kg/m3）

Answer 1

【答案】(1)是指密度在固體中最��；(2)1248.5 kg。

【解析】

(1)氣凝膠是世界上最輕的固體，輕是指單位體積的質量小，即密度在固體中最��；

(2) 玻璃隔熱裝置的體積：

V玻璃=abh=5m2m0.05m=0.5m3，

玻璃隔熱裝置的質量是：

m玻璃=ρ玻璃V玻璃=2.5×103kg/m3×0.5m3=1250kg，

氣凝膠的體積：V=V玻璃=0.5m3，氣凝膠的質量：

m=ρ氣凝膠V=3kg/m3×0.5m3=1.5kg，

減輕的質量是：

△m= m玻璃-m=1250kg-1.5kg=1248.5kg。

答：(1)是指密度在固體中最��；

(2) 隔熱裝置的質量會減少1248.5 kg。