一题一研:在热力环流和伯努利效应的应用上,人并不比老鼠强多少
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试题引入:
犬鼠(土拨鼠)白天活动,善于挖掘洞穴。其洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆(如下图),使地面上的风吹进了洞穴,形成了 “穿堂风”,给犬鼠带去了习习凉风。据此,完成以下各题。
9.上图犬鼠洞穴的 “穿堂风”
A.甲为气流出口
B.甲洞口地面气流流速较快
C.乙处气温较低
D.甲洞口气压比乙洞口较高
10.与“穿堂风”成因吻合的地理原理是
A.热力环流 B.峡管效应
C.焚风效应 D.温室效应
知识讲解:
如果说这个题考的是物理题,没有学生会反对,因为这在初中就学过,叫伯努利效应,甚至有可能考过这个情境。
1726年,伯努利通过无数次实验,发现了'边界层表面效应':流体速度加快时,物体与流体接触的界面上的压力会减小,反之压力会增加。为纪念这位科学家的贡献,这一发现被称为'伯努利效应'。伯努利效应适用于包括液体和气体在内的一切理想流体,是流体作稳定流动时的基本现象之一,反映出流体的压强与流速的关系,流速与压强的关系:流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
简单说,飞机起飞就是这原理,生活中有很多跟此相关的应用。如下图:
那么,把机翼做成上图形状后,为什么机翼上侧空气流动速度就快?因为机翼上侧呈弧形,下侧是平的。上侧的路程比下侧长,路程长,速度就要快。速度快,压强就小;下侧速度慢,压强大。飞机就顶起。
还有一个最常见的应用,汽车天窗。
去坐火车时,站台上的服务人员也会不断的提醒你站到黄线外,免得高速驰过的列车把你吸进去。
试题解析:
第9题,甲乙空气是一体的,当经过突起的乙地时,由于路程变长,速度变快,气压变小,洞穴中气体被吸出。故选D。
第10题,说实话,我不知道这为什么和热力环流原理相同,热力环流显然是热力原因,而本题反映的显然是动力原因。在这里借别人的解释解释下。有老师说在乙处有坡,所以气流沿坡上升,形成低压,洞穴中气流上升。
在这里也提出一个疑问。如果是热力环流,首先应该是环起来,表层从甲到乙,那么乙处不应该下沉,甲处上升,才能形成环流吗?
希望大家留言说下自己的看法。
当然,老鼠会用这原理,我们人类更会用了,冷巷就是典型。如下题:
试题引入:
冷巷是我国传统庭院建设的精髓,其特点是“高墙窄巷”,仅容1~3人并排通行,如下图所示。冷巷有利于通风降温,这种现象被称为冷巷现象。据此完成1~3题。
1.冷巷主要分布于我国
A.南方地区 B.北方地区
C.青藏地区 D.西北地区
2.推测高墙在冷巷现象中起到的主要作用是
A.通风 B.防火 C.遮阳 D.防盗
3.窄巷的设计有利于自然通风,主要是因为
①窄巷走向与盛行风基本垂直
②巷口较窄,狭管效应显著
③窄巷的长度较长,风向稳定
④巷内外存在温差形成环流
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
知识讲解:
见下面链接:
岭南冷巷,巧设计妙通风的生态空调
试题解析:
上文中提到冷巷有两种通风原理,一种是利用伯努利效应,一种是利用热力环流原理。注意,这里才利用到热力环流原理哦。
第1题,南方地理区最热,最需要降温,故选A项。
第2题,高墙窄巷,太阳照不到,所以巷子中气温低,而室内气温高,形成温差,同一水平面的气温差异,形成热力环流,跟室内的热空气形成交换,从而降低室内温度,故选C项。
第3题,巷子窄,一是避免太阳晒到,跟室内形成温差;二是可以形成狭管效应,增大风速,加快跟室内空气的交换速度。故选D项。
冷巷是室外气温低,也有的是想办法把室内某处气温降低。总而言之,人有主观能动性,只要掌握了原理,怎么用都行。
试题引入:
伊朗古城亚兹德古老的“风塔”是建筑物中用来通风降温的建构。风塔高过屋顶的部分四面镂空,悬空连接到室内大厅(左图),塔下中央建有一个水池(右图)。据此完成5-7题。
5.“风塔”顶部四面镂空的主要目的是
A.便于室内空气流出
B.便于采光
C.便于室内热量散发
D.便于室外空气流入
6.室内水池的主要作用是
A.储存生活用水 B.增加室内湿度
C.美化居室环境 D.冷却大气温度
7.有关室内空气的流动状况的说法,正确的是
A.从四周流向水池
B.从水池流向四周
C.中央为上升气流
D.四周为上升气流
试题解析:
第5题,风塔下面是水池,水的温度较低,形成高压,气流沿风塔下沉,镂空更利于空气快速进入,故选D项。
第6题,见上题解析,选D项。
第7题,见上题解析,选B项。