青藏鐵路:三大措施保持路基凍土.
青藏鐵路要穿越“千年凍土”區(qū),必須攻克的難題之一是:只有設(shè)法保持該區(qū)域的凍土不受夏季高溫影響,確保路基堅(jiān)固、穩(wěn)定.大家都知道:嚴(yán)寒的冬季,凍土是堅(jiān)硬的,而外界氣溫升高時(shí)凍土?xí)刍孤坊捕葴p弱,甚至變軟,火車的重壓會(huì)使路基及鐵軌嚴(yán)重變形.因此,如何確保凍土的狀態(tài)在夏季與冬季一樣,就成了必須解決的難題.我國(guó)科技工作者創(chuàng)造性地解決了這一難題,并且,其中的三個(gè)關(guān)鍵措施都只運(yùn)用了簡(jiǎn)單的物理知識(shí).
一是“熱棒”:被稱為不用電的“冰箱”.在凍土區(qū),路基兩旁插有一排碗口粗細(xì)、看上去像護(hù)欄的金屬棒,這就是“熱棒”.它們的間隔為2m,高出路面2m,插入路基下5m.棒體是封閉中空的,里面灌有液態(tài)的氨,外表頂端有散熱片.我們知道,酒精比水更容易變成氣體,而液態(tài)氨變成氣體比酒精還要容易.正是液態(tài)氨在“熱棒”中默默無(wú)聞地工作,使它成了在夏季保持路基凍土的“冰箱”.
二是“拋石路基”,被稱為天然的“空調(diào)”.在凍土區(qū)修筑路基時(shí),其土層路基的中間,拋填了一定厚度的碎石塊,碎石之間的空隙不填實(shí),并且與外界空氣相通.這樣的結(jié)構(gòu)具有“空調(diào)”的功能,使得凍土層的溫度基本不隨外界氣溫變化,能有效地保持凍土的穩(wěn)定性.
三是“遮陽(yáng)板路基”:被稱為隔熱“外衣”.遮陽(yáng)板路基,是在路基的邊坡上架設(shè)一層遮擋太陽(yáng)的板材,能有效地減弱太陽(yáng)熱對(duì)路基溫度的影響.
(1)根據(jù)所學(xué)物理知識(shí),簡(jiǎn)要說(shuō)明“熱棒”的“冰箱”原理.
(2)聯(lián)系“溫度對(duì)空氣密度的影響及空氣對(duì)流”等知識(shí),簡(jiǎn)要說(shuō)明“拋石路基”的“空調(diào)”原理.