物质 | 比热容 | 物质 | 比热容 |
水 | 冰 | ||
酒精 | 铝 | ||
水银 | 铜 |
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
物距u/cm | 60 | 30 | 20 | 15 | 12 |
像距v/cm | 12 | 15 | 20 | 30 | 60 |
次数 | 钩码重力 G/N | 钩码上升高度 h/m | 绳子自由端拉力 F/N | 绳子自由端移动距离 s/m |
1 | 1 | 0.1 | 0.5 | 0.3 |
2 | 1 | 0.2 | 0.5 | 0.6 |
3 | 2 | 0.2 | 0.9 | 0.6 |
高原“魔法棒”
天堑变通途,高原不再追远——青藏铁路是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路,是中国新世纪四大工程之一。
在青藏铁路修建时遇到的最大问题就是冻土对路基的影响,冻土是一种低于零度,含有冰的岩石和土壤层,对于季节温度变化非常敏感,如果在冻土区修建铁路,在寒冷的时候很容易被鼓起的冻土层顶起,也就是“冻胀”现象;而在夏季,由于青藏高原地区纬度较低,获太阳辐射多、地表温度高,会致使冻土层融化,地面变软,铁路地基会发生沉降,一升一降,火车极易脱轨。
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,采用了热捧新技术等措施。热捧是一根内部填充液体工质,外部带有散热翅片的无缝金属管,全长可达7-8米。我们看到露出地面2米左右的部分称为冷凝段,还有近三分之二的部分埋藏在土壤之下,称为蒸发段,如图所示。
热棒是一种具有高导热性能的装置,无需额外动力,只要有温差,就可进行热量的转移,其工作原理如图所示,当冷凝段温度低于蒸发段温度时,蒸发段的液体工质汽化,在压差作用下,蒸汽沿管内空腔上升至冷凝段;在冷凝段,由于温度低,蒸气遇冷凝结成液体并放出热量,在重力作用下,液体工质沿管壁回流蒸发段,再吸热汽化。如此往复循环,地下的热量就会被源源不断地传送到空气中,以此给土地降温,当冷凝段温度高于蒸发段温度时,热棒停止工作,所以大气中的热量不能通过热棒传至冻土中。正是由于热棒的这个特点,才能使多年冻土层变厚,冻土的强度不断增大,减小了冻土路基的下沉,堪称“魔棒”。
如今,热棒技术已经运用到了民用建筑、公路工程、铁路工程、机场跑道、水库大坝等诸多工程。相信在未来,热棒也会应用到更多的领域,推动工业工程的快速发展。
请根据上述材料,回答下列问题:
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