书城童书无处不在的物理(人生解密)
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第18章 爱斯基摩人的冰屋

在北极圈内,有取之不尽的冰,又有用之不竭的水。每当冬天到来之前,爱斯基摩人都要建造冰屋。他们就地取材,先把冰加工成一块块规则的长方体,这就是“砖”;用水作为“泥”。材料准备好以后,他们在选择好的地方,泼上一些水,垒上一些冰块,再泼一些水,再垒一些冰块;前边不断地垒着,后边不断地冻结着,垒完的房屋就成为一个冻结成整体的冰屋。这种房屋很结实,被誉为爱斯基摩人的令人羡慕的艺术杰作。可是冰是冷的象征,一提到它,人们就会不寒而栗。爱斯基摩人的冰屋是怎样起到保暖防寒作用的呢?难道此冰非彼冰也首先,由于冰屋结实不透风,能够把寒风拒之屋外,所以住在冰屋里的人,可以免受寒风的袭击。

其次,冰是热的不良导体,能很好地隔热,屋里的热量几乎不能通过冰墙传导到屋外。

再次,冻结成一体的冰屋,没有窗子,门口挂着兽皮门帘,这样可以大大减少屋内外空气的对流。

正因为如此,冰屋内的温度可以保持在零下几度到十几度,这相对于零下50多度的屋外,要暖和多了。爱斯基摩人穿上皮衣,在这样的冰屋里完全可以安全过冬了。当然,冰屋里的温度比起我们冬天的室内温度要低得多,而且冰屋里也不允许生火取暖,因为冰在0℃以上就会融化成水。

那么,你能解释为什么冬天下层的河水不冻的原因了吗?这是水的特性造成的:水在0~4℃具有反常膨胀的性质,而一般的物质不具备;温度在4℃之上的水依然遵循一般物质热膨胀的性质。

实际情况是水的体积在4℃时最小,在0℃时最大。跟一切物质一样,水的质量是不随温度变化的,根据密度概念ρ=mv,知道水的密度在4℃时最大,在0℃时最小。再依据物体浮沉条件,知道密度小的水(物质)在上方,密度大的水在下方。冬天结冰后,冻不实心的河水上层会结冰;冰下面的温度依次是0℃、1℃、2℃、3℃、4℃,因此下层河水都在0℃以上不会结冰。

另外,冰是热的不良导体,厚厚的冰层更利于防止热量传递,使冰层下面的水的热量不易散发出去而凝结成冰。因此大量的生物得以在水中生存、繁衍。