Question

【题目】四大措施解决千年冻土问题；2006年7月1日，青藏铁路实现了全线贯通，打破了美国的火车旅行家保罗泰鲁“有昆仑山脉在，铁路就永远进不了拉萨”的断言，大长了中国人的志气．在修建青藏铁路时，需要解决两大难题：一是铁路要穿越“千年冻土”区，需要保证路基的稳定性；二是高原气压低、氧气含量低，需要保证施工人员及乘客的安全性．我国科技工作者在解决两大难题上做出了许多创新和发明．
四大措施解决千年冻土问题
①热棒：天然“制冷机”
进入两大滩冻土区，路基两旁插有一排排碗口粗细、高约2m的铁棒（如图甲）．铁棒间隔2m，一直向前延伸，我们称它热棒．热棒在路基下还有5m，整个棒体是中空的，里面灌有液氨，棒的顶端是散热片，这样棒体就相当于一个天然“制冷机”．
②抛石路基：廉价“土空调”
在青藏铁路路基内部，还有一种廉价而有效的“土空调”，在土层路基中间，填筑了一定厚度的碎石，保证了冻土层的温度不随外界气温的变化而变化，从而保护了冻土的完好性．
③遮阳板：隔热“外衣”
遮阳板路基是在路基的边坡和坡石上架设一层用于遮挡太阳辐射的板材，完全消除太阳对路基的辐射加热作用．
④以桥代路：“最后绝招”（如图乙）
增氧机解决高原气压低、氧气含量低的问题
在沿途建立氧气制造站、列车配有完整的供氧系统等，确保了施工人员的安全和旅客的乘车的舒适度．

（1）通过阅读材料，谈谈青藏铁路蕴含的物理知识（至少举出两点）．
（2）试分析说明，天然“制冷机”（或廉价“土空凋”）的工作原理．

Answer 1

【答案】
（1）

液化、汽化、压强、热传递、对流、辐射等;

（2）

天然“制冷机”的工作原理：

当温度上升时，液态氨受热发生汽化，上升到热棒的上端，通过散热片将热量传给空气，气态氨由此冷却液化又变成了液氨，沉入棒底这样往复循环，把路基中大量的热量代入空气，从而使路基的基本温度不变，保证了路基的稳定性．

廉价“土空凋”的工作原理：

夏季来临，当路基表面温度上升时，空气的密度降低，二路基冻土中的温度较低，空气密度较大，这样热、冷空气就不易流，形成了外界与冻土的隔热层．

当冬天来临时，冻土路基的外界温度较低，空气温度较低，空气密度大，二路基冻土温度较高，空气密度小，无形中形成热、冷空气对流，使路基冻土层温度降低，保护了冻土的完整性．

【解析】（1）氨在一般情况下是气态，液态氨是一种液化现象．液态氨的沸点很低，所以很容易汽化吸热，遮阳板起到了防止热传递的作用．答：液化、汽化、压强、热传递、对流、辐射等．（2）液态氨的特点是沸点很低，很容易汽化．而汽化吸热，从而起到降低温度的作用．答：天然“制冷机”的工作原理：当温度上升时，液态氨受热发生汽化，上升到热棒的上端，通过散热片将热量传给空气，气态氨由此冷却液化又变成了液氨，沉入棒底这样往复循环，把路基中大量的热量代入空气，从而使路基的基本温度不变，保证了路基的稳定性．廉价“土空凋”的工作原理：夏季来临，当路基表面温度上升时，空气的密度降低，二路基冻土中的温度较低，空气密度较大，这样热、冷空气就不易流，形成了外界与冻土的隔热层．当冬天来临时，冻土路基的外界温度较低，空气温度较低，空气密度大，二路基冻土温度较高，空气密度小，无形中形成热、冷空气对流，使路基冻土层温度降低，保护了冻土的完整性．