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13. (9 分)阅读下面科普短文。
气凝胶是一种具有纳米多孔结构的超轻固体材料,由凝胶经特殊干燥技术(如超临界干燥)去除液体成分后制成,其孔隙率高达 80%~99.8%,是目前世界上最轻、导热系数最小的固体材料。
新型气凝胶 99%的成分都是空气。粉末涂在身上可隔离水保持皮肤干燥;在 $1500^{\circ}C$ 高温火焰烘烤下,垫着气凝胶的糖果温度仅 $20^{\circ}C$,而无气凝胶保护的糖果很快融化。穿着气凝胶材质衣服用零下 $196^{\circ}C$ 的液氮直喷,实验人员感受不到寒冷。
科学家制备了不同密度的二氧化硅气凝胶,并对其比表面积、平均孔径、平均孔体积(如下表)及不同温度下的导热系数(导热系数越小,表明二氧化硅气凝胶隔热效果越好,如下图)等进行测定研究。


事实上,最新研制的二氧化硅气凝胶,只是气凝胶家族中的一员。如果把网状骨架替换成金属、石墨烯、高分子,就会有很多其他家族成员现身。气凝胶制成的催化剂,网状结构加大,催化效果更加显著。
作为新材料的翘楚,气凝胶向人类开放了全部可能,人类也必将带着好奇解锁并创造更多气凝胶的未来。
依据文章内容回答下列问题:
(1)上述材料中,体现了气凝胶的性质有密度小、
(2)气凝胶能成为世界最轻的固体,是因为
(3)结构决定性质。气凝胶具有疏松多孔的结构,可推测气凝胶具有
(4)分析表中数据,气凝胶密度越大,空隙数目越
(5)对比图中三条曲线,得出结论:在实验条件下,①密度相同时,________;②________。
(6)根据上述资料推测,为获得隔热效果更好的气凝胶,需要测试以下哪些气凝胶样品的导热系数的数据更有实验价值
A. 密度 $20 kg/m^{3}$
B. 密度 $45 kg/m^{3}$
(7)请根据新型气凝胶的特性,推测它的一种用途是
(8)你认为,气凝胶的大规模应用可能面临哪些挑战?
气凝胶是一种具有纳米多孔结构的超轻固体材料,由凝胶经特殊干燥技术(如超临界干燥)去除液体成分后制成,其孔隙率高达 80%~99.8%,是目前世界上最轻、导热系数最小的固体材料。
新型气凝胶 99%的成分都是空气。粉末涂在身上可隔离水保持皮肤干燥;在 $1500^{\circ}C$ 高温火焰烘烤下,垫着气凝胶的糖果温度仅 $20^{\circ}C$,而无气凝胶保护的糖果很快融化。穿着气凝胶材质衣服用零下 $196^{\circ}C$ 的液氮直喷,实验人员感受不到寒冷。
科学家制备了不同密度的二氧化硅气凝胶,并对其比表面积、平均孔径、平均孔体积(如下表)及不同温度下的导热系数(导热系数越小,表明二氧化硅气凝胶隔热效果越好,如下图)等进行测定研究。
事实上,最新研制的二氧化硅气凝胶,只是气凝胶家族中的一员。如果把网状骨架替换成金属、石墨烯、高分子,就会有很多其他家族成员现身。气凝胶制成的催化剂,网状结构加大,催化效果更加显著。
作为新材料的翘楚,气凝胶向人类开放了全部可能,人类也必将带着好奇解锁并创造更多气凝胶的未来。
依据文章内容回答下列问题:
(1)上述材料中,体现了气凝胶的性质有密度小、
隔热性好
。(2)气凝胶能成为世界最轻的固体,是因为
孔隙率高达$80\% \sim 99.8\%$
。(3)结构决定性质。气凝胶具有疏松多孔的结构,可推测气凝胶具有
吸附
性。(4)分析表中数据,气凝胶密度越大,空隙数目越
多
(填“多”或“少”)。(5)对比图中三条曲线,得出结论:在实验条件下,①密度相同时,________;②________。
(6)根据上述资料推测,为获得隔热效果更好的气凝胶,需要测试以下哪些气凝胶样品的导热系数的数据更有实验价值
B
。A. 密度 $20 kg/m^{3}$
B. 密度 $45 kg/m^{3}$
(7)请根据新型气凝胶的特性,推测它的一种用途是
航天服
。(8)你认为,气凝胶的大规模应用可能面临哪些挑战?
成本
(答一点即可)。
答案:
13.
(1)隔热性好(导热系数最小)
(2)孔隙率高达$80\% \sim 99.8\%$
(3)吸附
(4)多
(5)①温度越高,隔热效果越差(合理即可)
②温度相同时,密度越大、隔热效果越好(密度为$38 kg/m^3$的材料,隔热效果最好)(合理即可)
(6)B
(7)航天服(合理即可)
(8)成本、耐用性等(合理即可)
(1)隔热性好(导热系数最小)
(2)孔隙率高达$80\% \sim 99.8\%$
(3)吸附
(4)多
(5)①温度越高,隔热效果越差(合理即可)
②温度相同时,密度越大、隔热效果越好(密度为$38 kg/m^3$的材料,隔热效果最好)(合理即可)
(6)B
(7)航天服(合理即可)
(8)成本、耐用性等(合理即可)
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