加拿大北极村民宅冰屋的保温原理,竟难倒科学界

时值盛夏,令我不禁念叨:若是能有个冰屋避暑该多凉爽。

加拿大北极圈生活着一族地球上最耐冻的--Eskimo爱斯基摩人。当然那是过去的称谓,现在流行政治正确,改称为:Inuit,中译为因纽特人。

先见识一下千多年前当地人的房屋:

这类房屋,英语有个名词指代:igloo。看起来很酷冷,但保温效果与中纬度地区的一般房屋,其实不差上下,甚至还要好些。

随着科技发展,如今冰屋也用上电了:

在长年零下几十度的北极,只要全球气候不再升温,这样的冰屋经年住下去是没问题的。

不像我们把+25度,当作人体感觉最舒适的环境温度,当地人觉得室内温度+15度,才是最棒的。

那么问题来了,零度以上化冰是常识,为何igloo的室内温度远超熔点或融点,仍安然无恙呢?

没错,违反常识,但却事实:冰屋内空气温度可以全天候+15摄氏度,就看你经济实力能否承受当地昂贵的能源:一度电可能高达$1.3。

要是不奇妙到让读者怀疑人生,不值得写这么多文字,对吧?

正如一杯开水放冰箱冷冻室内,比同时放入的对照凉水先结冰一样,不可思议的姆潘巴现象,但却事实!科学的进步,经常从突破常识开始。

别景仰科学家们既可上九天揽月,也可下五洋捉鳖,其实,官科至今仍很尴尬,无法给出理论界一致认可的科学解释。

实践出真知,存在即合理。因纽特人即便不懂科学,但求生的本能,迫使他们经过长期实践,终于探索出来这个独特的住宅保温方法。

形势比人强。在那样极寒的地方,就算知道温带地区砖瓦构造的民宅,也无法本地化生产砖瓦。甚至我们习以为常的土,都冻得比钢还硬,根本没法大量挖来用。唯一可用的建筑材料,就是当地随手可得的冰块和积雪。

这种谜一般存在的保温法,也应证了一个哲理:天无绝人之路!只要有求生欲,凭直觉勇敢闯一闯,总会找到上天留给人类的一条生路。

别抱怨科学家了,他们也是人,这宇宙辣么复杂,哪能啥都懂,况且他们也不生活在那样的极寒地区。难道没有科学家给出解释,遇到大自然的磨难就坐以待毙?

顺便嘚瑟一下,据人类学家研究,因纽特人有可能来自几千年以前的古中国。嘿嘿,果若如此,这将再次应证:厉害了,我的中华民族!

看似简单的水,实则复杂得相态百出,人类至今都没有完全搞懂跟水有关的雷电、降雨等现象。所以,以后形容某人水平差,不要随便用词“水货”,那是极大的奉承哟,上善若水嘛!

尽管酱紫,还是有些睿智的科学家,大胆给出了解释 -- PeTa效应。虽说并未得到学界一致认同,抑或被贬为“水货”民科,但至少我认为该解释是靠谱的。

以色列科学家Mark E. Perel'man,和法国工程师Vitali A. Tatartchenko,早在30多年前就发现了一种现象:在实验室特定条件下,水蒸气相变为液态水时,可释放大量近红外至远红外的光子。这一研究成果,经同行评审后,早已联名发表。

近年来,前述共同研究者之一的法国人,摘取两人姓氏各两字母,定义了专有术语PeTa效应,尝试用其解释了igloo的保温原理:

室内15度下,人体辐射光子在冰墙面内来回反射,也有少部分光子被墙面吸收,但能量不足以融化冰面;外墙面温度零下几十度,大温差虽可将光子热量传出去,但室内人体呼出的水蒸气,碰到墙面就会凝华,这个相变过程会释放大量热红外光子,抵消了冰墙耗散出去的热量。所以,冰屋保温效果相当好,前提是室内要么有人在,要么放一盆水,且家具或人与墙面要保持一定距离。

这个解释的关键是:冰墙将附近水蒸气凝华时,没有或者仅少量以凝结潜热被传导到室外,大部分以光子形式回馈室内!

大跨度的学科交叉总是具有挑战性,热力学原教旨,和经典光学参合到一块,目前官科思维尚未准备好。但这个客观物理现象,偏偏仅从基于熵焓的热力学无法诠释,而辅以光学解释,则似乎很完美。大伙儿觉得这个解释可信吗?反正我是信了,而且我还触类旁通,用别的例子作旁证:

我记得在几十年前冰箱刚入百姓家时,蒸发器表面常常有一层霜甚至冰疙瘩,未出现这个现象之前,冰箱冷藏冷冻效果很好,之后放进去的食物,温度始终降不下去。找商家给个说法,人家说没毛病,找个铲子将霜或冰刮下来就好了。回家一试果然灵验,所以之后经常不得不手动除霜了。若干年后,电冰箱自动除霜功能成了标配。

脑洞大些、大些、再大些:要是将那个老式冰箱做得房子那么大,等蒸发器表面结冰了,搬进去住下来是不是爽歪歪?哈哈!

其实,我的旁证跟igloo的保温原理本质上一致。只不过,我的例子有一个前置过渡阶段,这期间食物蒸发的水汽,凝结或凝华到铜/铝质蒸发器表面时,没有或很少释放光子,大部分潜热被内部流动的氟利昂直接带出去了,因为金属材料散热效果极好,光子外射没必要。一旦霜或冰层累积足够厚度后,冰层的热传导率比金属陡降百倍以上,相变潜热的释放就得改道--光子辐射。而在密闭空间,这就相当于能量回馈,所以保温效果自然就体现出来了。题外话

同理,天上的积雨云里,压根就不存在一大块金属冷凝板,可人家雨还是哗啦啦往下落。咋回事?潜热去哪啦?答案也在PeTa效应里,大部分潜热以光子的物质形式,沉入浩渺太空,永不回头,从而冷却地球。顺便感恩大自然,“故意”留出了大气窗口,使得波长8至13微米潜热光子,有了通往宇宙的外泄口。

地面每平方米的水面,年平均消耗太阳能功率115瓦特用于蒸发,对应稍微滞后的深空光子冷却功率40瓦特。这段表述中的功率,其实应是“热率”,只因后者尚无经典定义而借用前者。

明白了这个道理,再看看闹得人心惶惶的极端天气频发和全球变暖,原来是现代工业化造的孽,使得全球湖泊、河流、湿地大幅减少,光子冷却显著下降。据有关研究报告,百年来减少的面积相当于地球陆地面积的6%以上。而中国的经济崛起,这个锐减百分比更高,黄河流域的大面积萎缩更是惊人。

(0)

相关推荐

  • 实验小王子教你自制冰霜,乐享清凉一夏

    黄根老师是浪漫物理小屋的实验小王子,是创新物理实验的达人,他的很多小实验取材简单.现象明显,大朋友小朋友们在家就可以happy做实验,快来看看今天的小实验吧! 冰加盐制霜实验攻略 冰加盐制霜实验攻略 ...

  • 祥集弄民宅

    祥集弄民宅位于江西省景德镇市珠山区市中心前街步行街,现为景德镇陶瓷研究所使用,1988年公布为第三批全国重点文物保护单位. (游览时间:2018年9月16日)

  • 民宅摆石狮子有啥恶果 石狮子风水摆放禁忌有哪些

    2019/10/25 风水这一门学问是非常深奥的,很多人到现在所知道的也都是一些皮毛,要知道,想弄清楚风水,难度上很高,而且在有些情况下胡乱的进行改造,也是会有大忌,大家平时所见到的很多屋子前都是会有 ...

  • 什么是“保暖的冰屋子”?

    同学们听说过爱斯基摩人用冰雪筑造保暖的屋子吗?为什么冰屋子可以保暖呢?小编相信大家一定有这样的疑惑吧,没关系,今天就让小编带同学们了解一下冰屋子保暖的原理吧! 保暖的冰屋子 生活在北极的爱斯基摩人最快 ...

  • 加拿大北极地区的多彩河流

    这些淤泥和粘土进入海耶斯河,使得河水非常浑浊,河底含有丰富的沉淀物,呈现乳白色的色彩.清澈的巴克河和浑浊的海耶斯河在河口附近交汇,河流汇流后,导致海耶斯河河底的乳白色沉淀物被搅动,从而上泛,使得河水呈 ...

  • 某村民宅

    某村梁氏民宅立壬山丙向兼子午分针,共三层,原开大门于巽方,想拆去重修.宅主两房人,我与小房相识,故其邀请我为其新临指导(时属2009年). 经实地测量,我给出方案,大门于丙方正开,立壬山丙向大有卦,厨 ...

  • 加拿大北极地区的巴克河和海耶斯河交汇处,形成了多彩的颜色变化

    河流是由于地表水沿着一定的洼地流动而形成的,可以分为自然河流和人工运河两大类.河流对于人类而言具有极为重要的意义,可以说人类的生存和发展离不开河流,自古以来人类就有逐水草而居的习惯.河流可以给人类提供 ...

  • 《文学的故乡》|冰雪覆盖的北极村,成为她文学脉络的根芽

    遇见迟子建,是在2005年前后的高中语文试卷上,多半读者遇见她的方式,也是如此.甚至在十几年后的2019年,某省语文考题再次出现迟子建老师的文字,诸多考生去围观迟子建老师的微博,纷纷咨询文中的某一句话 ...

  • 草原天路│坝上草原 呼伦贝尔 大兴安岭 漠河北极村 自驾穿越19日游

    这里没有繁忙 这里苍穹浩瀚无限,原野苍茫广阔 风吹草地见牛羊 这里只有美酒长调 蓝天白云.碧草绿浪.湖水涟漪 牛羊成群.点点毡房.袅袅炊烟 整个草原清新宁静 草原天路 它就有着"京承皇家御道 ...

  • 金秋北疆行之十六:探秘北极村

                                          中国北极村       据说去北极村不方便,我们就在哈尔滨参加了一个散客团.九月十三日晚十点的火车,次日下午六点半到达漠河. ...

  • 1363北极村边防战士鲜为人知的生活

    北极村边防战士鲜为人知的生活 漠河北极村边防哨所,是在进村时候路过的,和别的边防哨所不一样的是,门口看不见哨兵.路边立着一块牌子,上书军事管理区五个大字.驴友们赶紧拿起相机拍摄起来,没有人管. 不一会 ...

  • 1369漫游黑龙江北极村远眺俄国村庄

    漫游黑龙江北极村远眺俄国村庄 黑龙江对岸俄罗斯的伊格娜恩依诺村   北极村广场   北极村   北极村的魅力与富裕程度,赛过黑龙江对面俄罗斯的伊格娜恩依诺村.   如果你到过中俄多个边境,你会发现中国 ...

  • 全国重点文物保护单位---山西临汾襄汾丁村民宅

    临汾襄汾丁村民宅位于山西省临汾市襄汾县新城镇丁村.距襄汾丁村遗址北900米.第三批全国重点文物保护单位. 襄汾丁村民宅是典型的明清民宅建筑群.村内有明清民宅院落33座,房舍498 间,占村庄大部分面积 ...