风寒温度
人们都有这样的体验:走在路上,穿着的衣服感觉冷暖刚好适宜,这时突然起了一阵大风,顿时感觉周身这就是风寒效应,如图所示。
风寒效应会影响人们对冷的感觉,导致人体感觉的温度与温度计的示数有明显的差别。原来,人体的主要散热部位是皮肤,通过皮肤红外辐射、接触传导热量、冷热空气对流和汗液蒸发等方式散热。当无风时,在人体皮肤和周围空气之间,有一个比较稳定的空气层,由于空气是热的不良导体,可以起到保温作用;当刮风时,稳定的空气保温层不断被新来的冷空气所代替,并把热量带走。风速越大,人体散失的热量越快、越多,人也就感觉越寒冷。科学家提出用风寒温度描述刮风时人体皮肤感觉的温度。并通过大量实验找出了风寒温度和风速的关系,下表是在气温为5℃时,风寒温度和风速的关系:
风速 | 0 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 |
风寒温度 | 5 | 3 | 2 | 1 | -1 | -3 |
(1)当气温为5℃,风速为35km/h时,地面的水
(2)根据所给数据,用T表示风寒温度,t表示气温,v表示风速,请你写出三者关系的表达式:
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过冷水是指达到或低于凝固点时却没有凝固成冰的水。水凝固成冰的一个必要条件是:必须有凝结核。当温度低到冰点之下时,如果水太过纯净,水中没有一个凝结核来结晶,那么即使在0℃之下也不会结冰,还保持着液态。
凝结核可以是微小的冰晶,可以是水中的悬浮物,可以是器皿的壁。当过冷水中具备凝结核时,例如投入少许固体,或摇晃液体,都能让水迅速凝固,温度回升到凝固点。
水的沸腾也需要一个类似的条件,但不是凝结核,而是水中的微小气泡或容器壁表面的微小气泡或容器表面极其微小的裂纹中的空气,否则极易形成过热水。
当天空中的飞机穿过有过冷水的云层时,云中的过冷水遇到飞机,会马上结成冰,飞机就容易发生坠机事故。
(1)过冷水的状态是
A.固态B.固液共存态C.液态D.以上三种情况都有可能
(2)过冷水的形成原因是因为水中缺少
(3)冻雨是初冬或冬末春初时节的一种灾害性天气。冻雨是一种温度低于0℃的过冷水,其外观同一般雨滴相同,当它落到温度为0℃以下的物体上时,立刻冻结成外表光滑而透明的冰层,称为雨凇。雨凇的形成是
(4)材料中提到的不仅有过冷水,还有过热水,请根据过冷水的定义,说出过热水是指
(5)动画片海尔兄弟之《冰川危机》中有这样一个片段:一个池塘里的水在0℃以下仍未结冰,如果你是编剧,你准备让海尔兄弟做些什么就可以使湖水冻结成冰?
雪的形成
雪是从云中降落到地面的雪花形态的固体水,它由大量白色不透明的冰晶和其聚合物(雪团)组成。在水蒸气弥漫的云层里,雪最先以肉眼看不到的一颗微尘粒子形状存在,叫做晶核,通常会在低于零下10oC的环境下形成。晶核周围的水蒸气分子在冷空气作用下,围着晶核发生一个物态变化变成固态,使晶核逐渐变大,成为雪晶。当雪晶增大到能够克服浮力时,便落到地面,这就是雪花。水蒸气的多少和温度的高低造成了雪花多少、大小和形状的差异。降雪要满足三个气象条件:一是云层中含有较冷的晶核;二是要有充足的水汽;三是云层下面气温低于0oC,接近地面的气温一般不能高于4oC.当靠近地面的空气在0oC以上,但是这层空气不厚,温度也不是很高,会使雪花没有来得及完全熔化就落到了地面。这叫作降“湿雪”,或“雨雪并降”,这种现象在气象学里叫“雨夹雪”。
在东北地区的冬天,受强冷空气影响,经常迎来大范围的降雪。为了应对大雪对交通的影响,交警和路政部门提前布局,第一时间向路面撒盐除雪,并出动铲雪车进行铲雪作业。
(1)晶核周围的水蒸气围绕晶核
(2)下列有一项不属于雪的形成条件的是
A.云层中气温较低 B.云层中水汽充足 C.云层中有较冷的晶核 D.云层下气温较高
(3)向路面撒盐除雪的原理是盐水的凝固点比水的凝固点
(4)收集一定量的干净雪置于室温下,观察雪的熔化现象,测量并作出雪熔化时温度随时间变化的图像,能反映雪熔化规律的图像是
A. B. C. D.
(5)由于全球“温室效应”影响,冬季很容易下“雨夹雪”,形成这一现象的原因是
中国智造“超薄玻璃”
中国蚌埠制造出最先使用浮法工艺批量生产的最薄玻璃,厚度只有0.12mm,比两张A4纸的厚度还要薄。超薄玻璃也叫超薄电子触控玻璃,是电子信息显示产业用来做手机、电脑、电视显示屏等的基础材料。用浮法工艺生产超薄玻璃最为重要的三个环节是窑炉、锡槽和退火,每个环节需要调整的参数都非常多。窑炉将制备玻璃的多种原料在炉内加热到将近1600℃,使原料熔化为一体,要增加玻璃的强度,原料中还必须有熔点高于其他原料的金属元素。锡槽是生产超薄玻璃的关键步骤,窑炉熔化的玻璃液流入锡槽装备中,锡槽中的锡熔化,玻璃液浮在锡液表面,再用拉边机将玻璃拉薄,最后进入退火窑,玻璃温度逐渐降低、变硬成型,故此工艺称为浮法工艺。经过测试,这种超薄玻璃在受到相当于一辆家用轿车以150km/h的速度撞停到墙上的冲击力时仍完好无损。
(1)用浮法工艺生产超薄玻璃最为重要的三个环节是窑炉、锡槽和
(2)制成的超薄玻璃是晶体吗?
(3)这种超薄玻璃与常规的同类玻璃相比,除了薄之外还有哪些优点?请写出一点:
“冰丝带”——国家速滑馆
国家速滑馆(如图1所示),它有一个晶莹美丽的呢称——“冰丝带”。场馆的曲面幕墙系统,由3360块曲面玻璃单元拼装而成,打造出象征速滑运动员高速滑动的“丝带”造型。国家速滑馆是2022年北京冬奥会北京主赛区标志性场馆,也是唯一新建的冰上竞赛场馆。馆内拥有亚洲最大的冰面,面积达1.2万平方米。其中包括3条400米速滑比赛道、1条速滑比赛练习道、2块多功能冰场及1块活动冰场(如图2所示)。
国家速滑馆力求打造出世界上平原地区“最快的冰”。要想提高在冰面上滑行的速度,冰面要平整,冰温要均匀,是必不可少的条件。工人师傅们制出的混凝土冰板层水平高差在4毫米左右,非常平整。制冰时,混凝土冰板层下方总长约为130km的管道内输入的是低温的液态二氧化碳。液态二氧化碳在管道中直接蒸发,使混凝土冰板层的温度降低到零下十几摄氏度,通过洒水作业,冻成厚度为几毫米的冰面,经过很多次这样的工序,厚度几十毫米的冰面才能冻结成功。冰面温差被控制在0.5℃以内,有利于运动员创造好成绩。不同冰面可进行分区制冷,对每块冰面单独控温,实现场馆“同时运行、不同使用”。场馆制冰系统集成设计和冰板结构设计两个关键设计方案已取得专利。
二氧化碳制冷剂是环保性最好的冷媒之一,碳排放值趋近于零。同时,二氧化碳跨临界直接蒸发制冷过程中排出的余热还可以回收再利用,满足观众席供暖、运动员生活热水、融冰池融冰、冰面维护浇冰等能源需求,冷热综合利用能效比较高,国家速滑馆是一个绿色环保、节能型场馆。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)要想提高运动员在冰面上滑行的速度,对冰面和冰温的要求是
(2)制冰时,使冰板混凝土温度下降的原因是
(3)为什么说国家速滑馆是一个绿色节能型场馆
一起向未来
2022年4月16日,圆梦天宫,英雄凯旋,在太空“出差”183天的中国航天员三人组平安返回地球。随着我国航天事业的不断发展,让普通人进入太空旅行的计划正在逐步实施。未来,会有更多的人实现上九天揽月的飞天梦。太空中没有空气,人若暴露在太空中无法获得氧气,这种状态下1s就会失去意识;太空中没有作用于身体的大气压,体液就会快速沸腾,从而使身体组织膨胀,体温降低而冻结;太空中处于真空状态,阳光直射下温度可高达120℃,而在阴影处温度则会骤降至-150℃;太空中还有速度极快的微小陨石,人体一旦碰到将造成极大伤害。
为实现太空旅行,人们不断研发各类宇航服,每一批新型宇航服的诞生都是人类技术的又一次巨大飞跃。可以想象,未来的宇航服将是个人太空旅行的宇宙飞船。
(1)太空中没有作用于人体的大气压,体液就会快速
(2)沙克尔顿环形山位于月球南极,在山的边缘阴影区永无日照,保持着太阳系最低温的记录,请你推测这个最低温可能是
(3)假如,你穿着自己设计制作的宇航服,在星空中遨游、月球上漫步。你的宇航服应具备哪些功能?
【推荐3】海浩与海雾
2021年1月7日,受强冷空气影响,青岛市区和沿海地区最低气温-15℃左右。受冷空气影响,岛城前海云雾升腾,宛若仙境。大海突然“开了锅”,一时间青岛出现“海浩”的视频便在全国微信圈传开。网查,所谓“海浩”现象是在极寒天气中才会出现的一种奇观。当比海水温度低得多的寒冷空气流经温暖的海面,引起海水强烈蒸发,水气遇到强冷空气后迅速凝结为冰晶,呈现出“白茫茫云雾”的现象,形成了“浩气”。根据相关科学家的研究成果和已有文献资料表明:过冷的水蒸气在有凝结核的情况下,-30℃以下可以凝结成冰雾,-10℃以上凝结的都是水雾,-30℃至-10℃之间凝结的冰水混合雾。因此中国海洋大学气象学系海雾研究团队认为有关青岛“海浩”现象是冰晶组成的说法,缺乏观测依据。
中国海洋大学的专家认为,此次出现的大气现象应当是海面的水气遇到冷空气后迅速凝结为微小液滴,漂浮于海面附近而形成雾。此次现象规范的名称应该是平流蒸发雾。
请你阅读上述材料,回答下列问题:
(1)文章中描述的真正的“海浩”现象时水蒸气遇冷发生的
(2)电视台的新闻播报员在播报新闻时,说“1月7日青岛市区和沿海地区最低气温负15度左右”,小明认为播报员对气温的播报有误,正确的说法应为“1月7日青岛市区和沿海地区最低气温
(3)如图所示,物理课上老师曾带领同学们用小瓶、橡皮塞、细玻璃管、有颜色的水自制温度计。2021年1月7日小明想要用这个自制温度计粗略测量一下室外的温度,没有成功。请你说一下他测量失败的原因,并提出你的改进意见和建议。
失败原因:
改进建议: