В таблице представлены физические свойства графена. С использованием соответствующих данных определите массу нанотрубки

Содержание вопроса: Физические свойства графена

Объяснение:

Графен - это одноатомный лист графита, обладающий удивительными физическими свойствами. Используя эти данные, мы можем решить задачу о массе нанотрубки и оценить необходимую силу для её разрыва.

Свойства графена:
- Плотность графена: 2,26 г/см³.
- Модуль Юнга (материале сопротивления растяжению): 1 Тпа (1 Тера паскаль = 10^12 Па).
- Прочность графена: 130 ГПа (Гига паскаль = 10^9 Па).
- Диаметр нанотрубки: 1 нм.
- Длина нанотрубки: 1 мкм.

Для определения массы нанотрубки, нам нужно вычислить её объём. Формула объёма цилиндра: V = π * r² * h, где r - радиус цилиндра, а h - высота цилиндра.

Радиус нанотрубки можно найти, разделив её диаметр на 2: r = диаметр / 2.

Теперь мы можем вычислить объём нанотрубки: V = π * (диаметр / 2)² * длина.

Масса нанотрубки равна объёму, умноженному на плотность графена: m = V * плотность.

Для определения необходимой силы для разрыва нанотрубки, мы можем использовать закон Гука: F = S * σ, где S - площадь поперечного сечения трубки, а σ - напряжение.

Площадь поперечного сечения трубки можно найти по формуле: S = π * r².

Напряжение равно силе делённой на площадь: σ = F / S.

Доп. материал:
Диаметр нанотрубки = 1 нм = 0.000000001 м
Длина нанотрубки = 1 мкм = 0.000001 м

Вычислим массу нанотрубки:
r = диаметр / 2 = 0.000000001 м / 2 = 0.0000000005 м
V = π * (0.0000000005 м)² * 0.000001 м = 3.14159265359 * (0.00000000025 м²) * 0.000001 м = 0.0000000000007853981634 м³
m = V * 2.26 г/см³ = 0.0000000000007853981634 м³ * 2.26 г/см³ = 0.00000000000000177245385064 г

Оценим необходимую силу для разрыва трубки:
S = π * (0.0000000005 м)² = 3.14159265359 * (0.00000000025 м²) = 0.0000000000001963495408 м²
σ = F / 0.0000000000001963495408 м²
F = σ * 0.0000000000001963495408 м²

Совет:
Для лучшего понимания материала, уделите внимание изучению формул для объёма цилиндра и площади поперечного сечения. Также важно понять, как эти формулы связаны с физическими свойствами и условиями задачи.

Задание:
Предположим, у нас есть нанотрубка с диаметром 2 нм и длиной 2 мкм. Определите массу этой нанотрубки и оцените необходимую силу для её разрыва, используя данные о физических свойствах графена.