Hi,各位小夥伴,最近大家是不是都在忙著看冬奧啊!冬奧會上奧運健兒的精彩表現,讓小編也內心十分激動。但是,激動歸激動,學習還是不能鬆懈的,今天就來和小編一起看下冬奧會中的那些科技常識吧!
一、物理常識之摩擦力
兩個相互接觸並擠壓的物體,當它們發生相對運動或具有相對運動趨勢時,就會在接觸面上產生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力,這種力叫做摩擦力(Ff或f)。
冰壺賽道並不像我們從電視上看到的平滑,恰恰相反的是,製冰師會往凍結的冰面上噴灑一層水滴形成冰渣,因此冰場表面上存在很多突起的小冰粒。因為光滑的冰面會使冰壺的走線太過彎曲,球員很難將它趕向指定位置。如果賽道上有些許冰渣,就能保證運動員可以透過擦冰來改變冰壺與冰面的摩擦力。擦冰的原理是透過摩擦冰面使冰面溫度升高,造成冰面融化,在冰的表層形成一層水膜,從而減小冰面所產生的摩擦力,使冰壺滑行更長的距離;同時由於擦冰後冰面會出現顆粒狀冰沙,可以一定程度上改變冰壺原先執行的軌跡。
二、化學常識之二氧化碳跨臨界直接製冰
常溫常壓下的二氧化碳是氣態,施加一定壓力後,可以液化成液體甚至凝華為固體(也就是我們說的乾冰),壓力降低後,液態或固態的二氧化碳又能快速汽化(或昇華)為氣體,並大量吸熱,從而達到降低環境溫度的目的。二氧化碳跨臨界直冷製冰,就是將氣態二氧化碳透過加溫加壓形成超臨界二氧化碳流體,再對超臨界二氧化碳進行降溫降壓達到-20℃至-15℃,再相變蒸發吸熱完成製冷和製冰的過程。用二氧化碳直冷系統製出的冰面質量更好,能精準控制冰溫和軟硬度,可以滿足不同專案對冰面的要求,被譽為是“最快的冰”。
三、前沿科技之石墨烯
北京冬奧會運動場館的溫度最低可達零下30多攝氏度。為了讓頒獎禮儀服裝美觀又保暖,衣服裡特意添加了一片片黑色的材料,這是中國航發為本屆冬奧會研發的石墨烯發熱材料,可以快速升溫,幫助工作人員抵禦寒冷。
石墨烯是一種以sp²雜化連線的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性,在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景,被認為是一種未來革命性的材料。石墨烯是已知強度最高的材料之一,同時還具有很好的韌性,且可以彎曲。由於高導電性、高強度、超輕薄等特性,石墨烯在航天軍工領域的應用優勢極為突出。
【課堂練習】
1.日常生活中,我們經常透過調節摩擦力的大小來滿足個人需求。下列使用增大或減小摩擦的方法不正確的是:
A.機械製造工業上廣泛應用滾動軸承以減少摩擦力
B.交通運輸中利用輪胎花紋以增大摩擦力
C.工程技術中使用氣墊導軌以減少摩擦力
D.冰壺比賽中運動員刷冰以增大摩擦力
【答案】D
【解析】第一步,本題考查物理化學知識並選錯誤項。
第二步,冰壺又稱擲冰壺,冰上溜石,是以隊為單位在冰上進行的一種投擲性競賽專案,被大家喻為冰上的“國際象棋”,它考驗參與者的體能與腦力,展現動靜之美,取捨之智慧,屬於冬奧會比賽專案。運動員在冰壺前方“刷冰”,是為了減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦。可知,D項錯誤。
因此,選擇D選項。
2.(判斷)石墨烯是已知強度最高的材料之一,同時還具有很好的韌性,且可以彎曲。()
【答案】A
【解析】第一步,本題考查前沿科技知識。
第二步,石墨烯是一種新材料,具有優異的光學、電學、力學特性,在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景,被認為是一種未來革命性的材料。作為已知強度最高的材料之一,石墨烯還具有很好的韌性,且可以彎曲。
因此,本題正確。