题目内容

保持路基冻土是青藏铁路建设中的难题.冬天冻土坚硬,而夏季冻土会熔化,路基硬度减小,火车的重压会使路基及铁轨严重变形.我国科技人员通过“热棒”等技术,创造性地解决了这一难题.青藏铁路路基两旁各插有一排碗口粗细、高约2米的铁棒(如图所示),我们叫它热棒.“热棒”在路基下还埋有5米深,整个棒体是中空的,里面灌有液氨.热棒的工作原理很简单:当路基温度上升时,液态氨受热________,上升到热棒的上端,通过散热片将热量传导给空气,气态氨由此冷却________成液态氨,又沉入了棒底.这样,热棒就相当于一个不用电的“空调器”,使路基的温度基本不变,从而保证了路基的坚固、稳定.(填物态变化名称)

汽化    液化
分析:汽化是指物质从液态变为气态的过程,它需要吸热;液化是指物质从气态变为液态的过程,它需要放热.
解答:当路基温度升高时,热棒中的液态物质吸热,变为气态物质,是汽化过程;气态物质上升到热棒上端后,对空气放热变为液态物质,是液化过程.经过两个物态变化的不断进行,冻土的温度可以保持在一个比较低的范围.
故答案为:汽化;液化.
点评:本题考查学生对汽化和液化定义的掌握情况,需要根据题目中的具体物态变化,分析后得出结论.
练习册系列答案
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青藏铁路:三大措施保持路基冻土.
青藏铁路要穿越“千年冻土”区,必须攻克的难题之一是:只有设法保持该区域的冻土不受夏季高温影响,确保路基坚固、稳定.大家都知道:严寒的冬季,冻土是坚硬的,而外界气温升高时冻土会熔化,使路基硬度减弱,甚至变软,火车的重压会使路基及铁轨严重变形.因此,如何确保冻土的状态在夏季与冬季一样,就成了必须解决的难题.我国科技工作者创造性地解决了这一难题,并且,其中的三个关键措施都只运用了简单的物理知识.
一是“热棒”:被称为不用电的“冰箱”.在冻土区,路基两旁插有一排碗口粗细、看上去像护栏的金属棒,这就是“热棒”.它们的间隔为2m,高出路面2m,插入路基下5m.棒体是封闭中空的,里面灌有液态的氨,外表顶端有散热片.我们知道,酒精比水更容易变成气体,而液态氨变成气体比酒精还要容易.正是液态氨在“热棒”中默默无闻地工作,使它成了在夏季保持路基冻土的“冰箱”.
二是“抛石路基”,被称为天然的“空调”.在冻土区修筑路基时,其土层路基的中间,抛填了一定厚度的碎石块,碎石之间的空隙不填实,并且与外界空气相通.这样的结构具有“空调”的功能,使得冻土层的温度基本不随外界气温变化,能有效地保持冻土的稳定性.
三是“遮阳板路基”:被称为隔热“外衣”.遮阳板路基,是在路基的边坡上架设一层遮挡太阳的板材,能有效地减弱太阳热对路基温度的影响.
(1)根据所学物理知识,简要说明“热棒”的“冰箱”原理.
(2)联系“温度对空气密度的影响及空气对流”等知识,简要说明“抛石路基”的“空调”原理.

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