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北京市昌平区2022一2023学年八年级下学期期末质量抽测物理试题

作者UID:23388565
日期: 2024-12-23
期末考试
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实验探究题
科普阅读题
请阅读《高原“魔法棒”》并回答问题。

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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