来源:百度文库 2010-08-17 18:42:57
6.17 冰柱的题目
你可曾想过这样的一个问题:我们时常看见的屋檐上垂下来的冰柱,它们是怎样形成的?
这些冰柱是在怎么样的天气形成的呢?在暖和的日子里还是在严寒的日子里?假如说是在温度是摄氏0度以上的暖和日子里,那么它怎么会凝结成冰柱呢?假如是在严寒日子里,那么,在一座没有生火的住宅屋顶,又哪里来的水呢?
现在你已经看出这个题目不很简单了。要形成冰柱,一定要同时有两种温度,一种是0度以上的温度,能够使积雪熔化;一种是0度以下的温度,能够使雪水冻结。
事实上正是这样:倾斜的屋顶上的积雪在熔化,因为太阳光把它晒到0度以上的温度了;熔化以后的雪水流到屋檐上却又冻结了,因为这儿的温度是在0度以下。(当然,我们说的不是那种由于室内温度产生冰柱的情形。)
试想象这样一幅图画:晴朗的天气,温度只有零下1—2度。太阳光正照在一切物体上。但是这些斜射过来的光线并没有能够使地面上的雪熔化。这里值得注意的是,在正对太阳的倾斜屋顶上,太阳光并不象对于地面那么偏斜,而是用比较陡峭接近直角的角度射下来的。大家知道,太阳射下的光线跟射到的平面所成的角度越大,这个平面给太阳晒热的程皮也越大。(太阳光线的晒热作用,跟这个角度的正弦值成正比;就象图81所示的情形,屋顶上的雪受到的热是地面的雪的2.5倍,因为sin60°大约是sin20°的2.5倍。)屋顶斜面上所以晒得比较热,原因就在这里,因此,雪就熔化了,雪水一滴一滴从屋檐流下。但是屋檐底下的温度是比0度低的,同时水滴还要因为蒸发作用而冷却,自然要凝结起来。接着第二滴雪水流到这已经凝结的冰滴上,也冻起来;这样下去,逐渐形成了一个小小的冰球。这些冰球逐渐加长起来,结果就形成了挂在屋檐下的冰柱。不生火的住宅或仓库的屋檐所以时常会产生这种冰柱,原因就是这样。
我们用同样的理由还可以来解释范围比较大的现象。你知道不同的气候带以及一年四季的温度上的区别,大部分是跟太阳光线射到的角度有关的呀①。太阳离我们的距离,夏天和冬天大约相等;太阳离两极和赤道的距离也差不多一样(虽然略有些出入,但是不起什么作用)。但是,太阳射到地面的光线,在赤道上要比在两极上陡直;而且,这个角度夏天又比冬天大。正是这个原因,才造成了白天里温度的显著变化,也就是说,引起了整个大自然界生活上的显著变化。
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