為什麼冰屋可以保暖?在裡面生火也不融化?

2021年05月05日00:09:10 科學 1105

每逢盛夏,在太陽的強制關懷下,多麼希望能有一個冰屋,進去涼爽一下,而這種夏日避暑神器卻被建造在地球上最寒冷的地區?,建造它們的因紐特人只為在零下幾十度的環境中,用冰取暖?並且還挺快樂的,為何他們的冰屋能保存熱量的同時還不融化呢,小小的冰屋裡會有什麼神奇的秘密?

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在地球北部,加拿大北極圈內,生活着地球上最耐凍的因紐特人,他們的形象大家很容易聯想,穿着稀有獸皮,體型壯碩,鬚髮還存着冰渣,站在一片白芒又寒冷的雪地,沒錯,因紐特人歷代就是生活在這風雪嚴寒中,住着着千年前的防凍房屋——冰屋,不過現在物質條件好了,冰屋可以通電了,有人說這冰塊堆起來的小屋子,里外全都是冰啊,讓人看着都冷,怎麼還取暖呢?

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可別小看着小冰屋,在常年零下幾十度的北極,它堅硬的身板,是當地因紐特人活下去的希望,而且非常耐用,只要全球氣候不再升溫,這樣的冰屋可以一直持續下去,冰屋內保溫效果顯著,屋外零下幾十度,屋內溫度可達到零度到十幾度不等,雖說不是很高,但對於常年在此地居住的因紐特人來說,這就是最適宜的溫度了,那麼問題就來了,我們都知道零度以上化冰,這是常識,這用冰塊堆成的小屋子,是如何做到保溫且冰不被融化的呢?

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在了解冰屋如何保溫之前,我們要先清楚冰屋是如何建造的,冰屋的搭造並不是我們看上去那麼簡單,天無絕人之路,即便是極度嚴寒惡劣的環境里,在求生欲的驅使下,因紐特人也能好好活下去,建造冰屋首先他們要在選好合適積雪的地方,選用的雪十分講究,得用冰晶之間接觸緊密且較多空隙可囤積空氣的雪,冰塊缺少孔隙,絕熱沒有雪好,所以在挑選時也需要仔細,經驗老道的人會用刀在上面戳一下,判斷是否適合造屋,選好冰塊後用刀做成矩形,然後用雪磚在矩形周圍圍成圓形,取走雪磚產生的長方體凹槽,在長方形凹槽周圍圍成一個圓形後,把一部分雪磚削成斜面,形成螺旋式上升的堡壘,這樣冰屋上方的磚不容易掉落,接着以冰磚斜面為基礎,順着“圓錐螺旋線”切雪磚,逐漸合縫最後留出一個通氣孔,冰屋弄好後在雪磚縫隙間填滿堵嚴實了,有些因紐特人還會把獸皮做成門帘擋風,房屋建好了裡面會暖和嗎?

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因紐特人住在這裡是如何保溫的

熱量的傳遞主要有三種,熱傳導 熱對流熱輻射,在冰屋裡為了減弱熱傳導,所以因紐特人穿的都會比較厚實,多穿衣服肯定沒毛病,其實因紐特人睡覺的地方都比較高,實際上熱空氣比較輕會往上走,冷空氣比較重會往下沉,在冰屋內這種情況更加明顯,冷空氣聚集在雪屋底部,尤其是門口處,而人體和油燈加熱的空氣會往上飄,所以為了保證睡覺不被凍着,他們生活睡覺的地方要靠近雪屋的頂部。

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還有,在室內溫度15度以下的時候,人體輻射光子在冰牆面內來回反射,也有少部分光子被牆面吸收,但能量不足以融化冰面,外牆面溫度零下幾十度,大溫差雖可將光子熱量傳出去,但室內人體呼出的水蒸氣,碰到牆面就會凝華,這個相變過程會釋放大量熱紅外光子,抵消了冰牆耗散出去的熱量,所以如果要屋內保溫和,前提是室內要麼有人在,要麼放一盆水,且傢具或人與牆面要保持一定距離,冰牆把周圍水蒸氣凝華時,沒有或者僅少量以凝結潛熱會被傳導到屋外,大部分以光子形式回饋回來,簡單來說他們以人體自熱所給的溫度,就足以在零下幾十度的地方生存下來了,另外白色的雪可以反射一部分人體的熱輻射,也能起到保溫的作用,所以外面溫度就算是達到零下五十度,屋子裡面依然可以維持在零度左右,保溫問題解決了,

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那它為何不會融化呢

雪在零度以上肯定是融化的,但是外面零下幾十度可不是吹的,冰凍的速度比融化速度還要快的話上去多,不管你融化速度有多塊,冰凍速度永遠都能追得上,除了自然條件,因紐特人還會在冰屋內部掛上獸皮用於隔熱,以這種方式防止屋內溫度過高把屋子給融了,冰屋看似簡單,也是人們在極度刻苦艱苦的環境下,研製出來的,他們不懂科學,但求生的本能迫使他們經過長期實踐,從而摸索出來這樣獨特的保溫方法,所以人類求生存的本能是非常強大的,你覺得呢?

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