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几千前年,我国古代有个叫秦王的君王建造了一座宫殿。宫殿除了豪华之外,还有一个特别奇妙的现象,每到炎热的夏天,宫殿里就好像是装了很多空调,开放了很多冷气似的,整个宫殿凉凉的。你或许会觉得奇怪:那个时候又没有空调,哪来的冷气呢?仔细探究这座建筑,除了有较多的铜柱外,也没有什么特殊的地方。为什么每到夏天的时候都会有冷气开放呢?
原来奥妙就在这一根根的铜柱上。这些铜柱不仅把宫殿装饰得高贵豪华,起着支撑屋顶的作用,还起到了使殿里降低温度的作用。那铜柱又是如何降温的呢?
原来所有的铜柱都是空心的,每当夏天来临的时候,宫内就有人把冬天收藏在冰窖里的天然冰块装进铜柱里。我们知道,任何一种晶体物质由固态变成同温度的液态时,都要吸收一定的热量。冰融化成水也要吸热,而且冰融化成水吸收的热量远远大于别的物质融化时吸收的热量。加上铜是传热的良好材料,当铜柱里的冰融化时,铜柱能很好地从周围吸热。这样,整个宫殿里的温度就会大大降低了,这就是秦王水晶宫温度降低的原因。
我国用冰降温其实有悠久的历史,早在3000多年前诗歌集《诗经》中就有冬天凿冰、藏冰进窖的记载。周朝王宫里就设有专门负责管冰的“凌人”。冬天凿冰保存,夏天用冰解暑的做法一直延续到清朝。北京有个地名“冰窖口”,就是由此得名的。
到今天,我们不再用大量的冰块来降温了,但经常利用融化吸热或者凝固放热的现象。比如,现在我们把研制出的聚乙烯材料制成颗粒状,掺在水泥中制成储热地板或墙壁。天气热时颗粒融化,天气冷时又凝固成颗粒,以调节室内的温度。这样的“铜柱”就比古代的要先进多了,但原理是一样的。
又如环卫工人用喷洒盐水的方法融化道路上的积雪,以保障车辆和行人的安全。其主要原因是:在一般情况下,水在0℃时就会结冰,但如果在水里面溶有某种物质的话,比如糖或者食盐,水的冰点就会降低,也就是说,加入了这些物质的水在0℃以下还不会结冰。食盐是一种很容易溶解于水的物质,当水变成食盐溶液时,它的冰点就会降低。所以,在雪面上洒上盐水后,当温度在零下十几度时,雪还是会被融化的,这样,人在行走时就不会打滑,也方便环卫工人清扫路面了。
相反,晶体凝固时会放热,这种现象在生活中也经常使用:比如,北方的冬季较冷,为了妥善地保存蔬菜,都在菜窖里放几桶水,可以利用水结冰时放出热量,使窖内温度不致太低,防止菜被冻坏。医生在治疗患者时,利用石膏在凝固放热过程中,扩张皮肤血管,增强抗炎作用来对患面部痤疮的病人进行治疗护理。
但并不是所有的凝固、融化现象都是对人有利的。比如,“温室效应”使两极冰川吸热融化引起海平面上升。为减少大气中过多的二氧化碳,我们通过植树造林、减少使用一次性方便木筷、节约纸张、不践踏草坪等行动来保护绿色植物,使它们多吸收二氧化碳,这样就可以帮助减缓温室效应。
原来奥妙就在这一根根的铜柱上。这些铜柱不仅把宫殿装饰得高贵豪华,起着支撑屋顶的作用,还起到了使殿里降低温度的作用。那铜柱又是如何降温的呢?
原来所有的铜柱都是空心的,每当夏天来临的时候,宫内就有人把冬天收藏在冰窖里的天然冰块装进铜柱里。我们知道,任何一种晶体物质由固态变成同温度的液态时,都要吸收一定的热量。冰融化成水也要吸热,而且冰融化成水吸收的热量远远大于别的物质融化时吸收的热量。加上铜是传热的良好材料,当铜柱里的冰融化时,铜柱能很好地从周围吸热。这样,整个宫殿里的温度就会大大降低了,这就是秦王水晶宫温度降低的原因。
我国用冰降温其实有悠久的历史,早在3000多年前诗歌集《诗经》中就有冬天凿冰、藏冰进窖的记载。周朝王宫里就设有专门负责管冰的“凌人”。冬天凿冰保存,夏天用冰解暑的做法一直延续到清朝。北京有个地名“冰窖口”,就是由此得名的。
到今天,我们不再用大量的冰块来降温了,但经常利用融化吸热或者凝固放热的现象。比如,现在我们把研制出的聚乙烯材料制成颗粒状,掺在水泥中制成储热地板或墙壁。天气热时颗粒融化,天气冷时又凝固成颗粒,以调节室内的温度。这样的“铜柱”就比古代的要先进多了,但原理是一样的。
又如环卫工人用喷洒盐水的方法融化道路上的积雪,以保障车辆和行人的安全。其主要原因是:在一般情况下,水在0℃时就会结冰,但如果在水里面溶有某种物质的话,比如糖或者食盐,水的冰点就会降低,也就是说,加入了这些物质的水在0℃以下还不会结冰。食盐是一种很容易溶解于水的物质,当水变成食盐溶液时,它的冰点就会降低。所以,在雪面上洒上盐水后,当温度在零下十几度时,雪还是会被融化的,这样,人在行走时就不会打滑,也方便环卫工人清扫路面了。
相反,晶体凝固时会放热,这种现象在生活中也经常使用:比如,北方的冬季较冷,为了妥善地保存蔬菜,都在菜窖里放几桶水,可以利用水结冰时放出热量,使窖内温度不致太低,防止菜被冻坏。医生在治疗患者时,利用石膏在凝固放热过程中,扩张皮肤血管,增强抗炎作用来对患面部痤疮的病人进行治疗护理。
但并不是所有的凝固、融化现象都是对人有利的。比如,“温室效应”使两极冰川吸热融化引起海平面上升。为减少大气中过多的二氧化碳,我们通过植树造林、减少使用一次性方便木筷、节约纸张、不践踏草坪等行动来保护绿色植物,使它们多吸收二氧化碳,这样就可以帮助减缓温室效应。