热度 10|||
对于这个题,我看到K12、星韵、蓝月亮等群讨论的比较多,还有不少老师有疑问。我呢试着做些分析吧。
试题如下:
37.(24分)阅读图文材料,完成下列要求。
多年冻土分为上下两层,上层为夏季融化,冬季冻结的活动层,下层为多年冻结层。我国的多年冻土主要分布于东北高纬度地区和青藏高原高海拔地区。东北高纬地区多年冻土南界的年平均气温在–1°~1℃,青藏高原多年冻土下界的年平均气温约为–3.5°~–2℃。
由我国自行设计、建设的青藏铁路格(尔木)拉(萨)段成功穿越了约550千米的连续多年冻土区,是全球目前穿越高原、高寒及多年冻土地区的最长铁路。多年冻土的活动层反复冻融及冬季不完全冻结,会危及铁路路基。青藏铁路建设者创造性地提出了“主动降温、冷却路基、保护冻土”的新思路,采用了热棒新技术等措施。图8a示意青藏铁路格拉段及沿线年平均气温的分布,其中西大滩至安多为连续多年冻土分布区。图8b为青藏铁路路基两侧的热棒照片及其散热工作原理示意图。热棒地上部分为冷凝段,地下部分为蒸发段,当冷凝段温度低于蒸发段温度时,蒸发段液态物质汽化上升,在冷凝段冷却成液态,回到蒸发段,循环反复。
(3)根据热棒的工作原理,判断热棒散热的工作季节(冬季或夏季),简述判断依据;分析热棒倾斜设置的原因。
参考答案:
(3)冬季。
依据:冬季气温低于地温,热棒蒸发段吸收冻土热量,(将液态物质汽化上升,与较冷的地上部分管壁接触,凝结,释放出潜热,)将冻土层中的热量传送至地上(大气)。
热棒倾斜设置的原因:使棒体能深入铁轨正下方,保护铁轨下的路基(多年冻土)。
分析过程:阅读试题中的相关材料可知,当地温比气温高时,工作棒才会工作,将热量高效的传导至空气中。那什么时候地温比气温高呢?为什么是冬天?很多老师纠结了。教材中没有这知识点啊。回忆教材中气温的变化分析,将这种思考模式迁移到地温中来。
答案虽然出来的,但老师们的疑问还在。为什么是冬天工作,不是夏天。冬天温度低,土壤冻结,不会影响路基啊。夏天温度高,土壤解冻,路基变软,才会影响线路路基安全。
呵呵,问题是这个热棒的工作原理只在冬天工作,夏天不工作。这是一种不需要外部动力或能源的制冷方式,高效并自然的将地下的热量传输到大气中。如果想要一种夏天工作的设备或装置,这就得使用动力或能源了,比如家里的空调和冰箱,这种方式是不可能使用在青藏高原的冻土路基上的,这种方式的设备成本及消耗的电能是天文数字。
那个热棒有什么用?需要它工作的时候它又不工作,不需要它的时候它又工作有什么用?真是这样的吗?
举个例子,假如有一台无需电源的冰箱,只能在冬天工作,怎么让它在夏天给家中降温呢?简单!冬天用冰箱冻出大量的冰块,放在地窖中,等到夏天搬到房间来就是了。呵呵。其实古人就在做这样的事情了。冬天把地表的大冰块搬到深一些的大地窖中,等到夏天再搬出来做冰镇杨梅汤了,有没有用来冷却房间我就不知道了。深层地窖温度比较低,而且温度变化不大,冰块不容易融化,保存个大半年,一点问题也没有。
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