|
加拿大北極村民宅冰屋的保溫原理，竟難倒科學界！
|
| 2019-07-06 20:14:34 |
| 文章內容 |
| 時值盛夏，令我不禁念叨：若是能有個冰屋避暑該多涼爽。 加拿大北極圈生活著一族地球上最耐凍的--Eskimo愛斯基摩人。當然那是過去的稱謂，現在流行政治正確，改稱為：Inuit，中譯為因紐特人。 先見識一下千多年前當地人的房屋：  這類房屋，英語有個名詞指代：igloo。看起來很酷冷，但保溫效果與中緯度地區的一般房屋，其實不差上下，甚至還要好些。 隨著科技發展，如今冰屋也用上電了：  在長年零下幾十度的北極，只要全球氣候不再升溫，這樣的冰屋經年住下去是沒問題的。 不像我們把+25度，當作人體感覺最舒適的環境溫度，當地人覺得室內溫度+15度，才是最棒的。  那麼問題來了，零度以上化冰是常識，為何igloo的室內溫度遠超熔點或融點，仍安然無恙呢？ 別景仰科學家們既可上九天攬月，也可下五洋捉鱉，其實，官科至今仍很尷尬，無法給出理論界一致認可的科學解釋。 實踐先於理論，存在就是合理。因紐特人即便不懂科學，但求生的本能，迫使他們經過長期實踐，終於探索出來這個獨特的住宅保溫方法。 形勢比人強。在那樣極寒的地方，就算知道溫帶地區磚瓦構造的民宅，也無法本地化生產磚瓦。甚至我們習以為常的土，都凍得比鋼還硬，根本沒法大量挖來用。唯一可用的建築材料，就是當地隨手可得的冰塊和積雪。  這種謎一般存在的保溫法，也應證了一個哲理：天無絕人之路！只要有求生欲，憑直覺勇敢闖一闖，總會找到上天留給人類的一條生路。 別抱怨科學家了，他們也是人，這宇宙辣麼復雜，哪能啥都懂，況且他們也不生活在那樣的極寒地區。難道沒有科學家給出解釋，遇到大自然的磨難就坐以待斃？ 順便嘚瑟一下，據人類學家研究，因紐特人有可能來自幾千年以前的古中國。嘿嘿，果若如此，這將再次應證：厲害了，我的中華民族！ 看似簡單的水，實則復雜得相態百出，人類至今都沒有完全搞懂跟水有關的雷電、降雨等現象。所以，以後形容某人水平差，不要隨便用詞“水貨”，那是極大的奉承喲。呵呵！ 盡管醬紫，還是有些睿智的科學家，大膽給出了解釋 -- PeTa效應。雖說並未得到學界一致認同，抑或被貶為“水貨”民科，但至少我認為該解釋是靠譜的。 以色列科學家Mark E. Perel'man，和法國工程師Vitali A. Tatartchenko，早在30多年前就發現了一種現象：在實驗室特定條件下，水蒸氣相變為液態水時，可釋放大量近紅外至遠紅外的光子。這一研究成果，經同行評審後，早已聯名發表。 近年來，前述共同研究者之一的法國人，摘取兩人姓氏各兩字母，定義了專有術語PeTa效應，嘗試用其解釋了igloo的保溫原理： 室內15度下，人體輻射光子在冰牆面內來回反射，也有少部分光子被牆面吸收，但能量不足以融化冰面；外牆面溫度零下幾十度，大溫差雖可將光子熱量傳出去，但室內人體呼出的水蒸氣，碰到牆面就會凝華，這個相變過程會釋放大量熱紅外光子，抵消了冰牆耗散出去的熱量。所以，冰屋保溫效果相當好，前提是室內要麼有人在，要麼放一盆水，且家具或人與牆面要保持一定距離。 這個解釋的關鍵是：冰牆將附近水蒸氣凝華時，沒有或者僅少量以凝結潛熱被傳導到室外，大部分以光子形式回饋室內！ 大跨度的學科交叉總是具有挑戰性，熱力學原教旨，和經典光學參合到一塊，目前官科思維尚未准備好。但這個客觀物理現象，偏偏僅從基於熵焓的熱力學無法詮釋，而輔以光學解釋，則似乎很完美。大伙兒覺得這個解釋可信嗎？反正我是信了，而且我還觸類旁通，用別的例子作旁證： 我記得在幾十年前冰箱剛入百姓家時，蒸發器表面常常有一層霜甚至冰疙瘩，未出現這個現象之前，冰箱冷藏冷凍效果很好，之後放進去的食物，溫度始終降不下去。找商家給個說法，人家說沒毛病，找個鏟子將霜或冰刮下來就好了。回家一試果然靈驗，所以之後經常不得不手動除霜了。若幹年後，電冰箱自動除霜功能成了標配。 腦洞大些、大些、再大些：要是將那個老式冰箱做得房子那麼大，等蒸發器表面結冰了，搬進去住下來是不是爽歪歪？哈哈！ 其實，我的旁證跟igloo的保溫原理本質上一致。只不過，我的例子有一個前置過渡階段，這期間食物蒸發的水汽，凝結或凝華到銅/鋁質蒸發器表面時，沒有或很少釋放光子，大部分潛熱被內部流動的氟利昂直接帶出去了，因為金屬材料散熱效果極好，光子外射沒必要。一旦霜或冰層累積足夠厚度後，冰層的熱傳導率比金屬陡降百倍以上，相變潛熱的釋放就得改道--光子輻射。而在密閉空間，這就相當於能量回饋，所以保溫效果自然就體現出來了。 [size=20]題外話[/size] 同理，天上的積雨雲裡，壓根就不存在一大塊金屬冷凝板，可人家雨還是嘩啦啦往下落。咋回事？潛熱去哪啦？答案也在PeTa效應裡，大部分潛熱以光子的物質形式，沉入浩渺太空，永不回頭，從而冷卻地球。順便感恩大自然，“故意”留出了大氣窗口，使得波長8至13微米潛熱光子，有了通往宇宙的外泄口。 地面每平方米的水面，年平均消耗太陽能功率115瓦特用於蒸發，對應稍微滯後的深空光子冷卻功率40瓦特。這段表述中的功率，其實應是“熱率”，只因後者尚無經典定義而借用前者。 明白了這個道理，再看看鬧得人心惶惶的全球變暖，原來是現代工業化造的孽，使得全球湖泊、河流、濕地大幅減少，光子冷卻下降了不少。據有關研究報告，百年來減少的面積相當於地球陸地面積的6%以上。而中國的經濟崛起，這個銳減百分比更高，黃流流域的大面積萎縮更是驚人。 對策有啦： 1、如果你住在有院子的地方，建議你把院子改造成幾寸深的淺水池，灌滿水讓老天爺蒸發。如果所在地降雨量與蒸發量大體相等，一般只灌一次水就夠；如果太旱，可打井抽水或用自來水經常灌一灌。 2、盡快推廣我的突破性發明：“基於大面積偽濕地的太陽能--鹽差滲透能聯動新能源”。一舉多得的創新項目，既幫地球降了溫，又可收獲渴求的清潔能量：30度電/平方米池面/年。甚至可辟出一部分池面，用太陽蒸餾獲取可飲用水；或在類似哈爾濱那樣較冷的地區，在采收滲透能量的同時，獲取天然清潔冰。 3、如果你不滿足於[size=18]大院子拿來灌水做公益，可以一箭雙雕，考慮我前述的太陽能--滲透能聯動新能源方案。此時，淺池裡不再灌淡水，而是比海水還要鹹幾倍的鹵水，注意池底及周牆防漏，以防土地鹽鹼化。[/size] 這裡再用大白話簡介聯動原理： 在鹽差滲透單元，井裡來的淡水，隔著膜，強力擠進鹵水一側的活塞空間，在活塞吃力（Retardation）時，即便數百大氣壓仍能推得動。在發電的同時，鹵水逐漸變成“稀渼┴—Nσ海幻瘓⒑蟮谷氪笏兀錳簟翱肆仂饋卑刺烊喚謐嗯ㄋ酢４鎦縷膠饈保⒌綰蟊湎〉某匾海誆煌５惱舴⑾鹵澠ǎ傭疚趾愣ㄅǘ取� 若天氣不給力，只要池面蓄液足夠多，且活塞後級配備自動無級變速箱，這個池子就可發揮大規模能量儲存功能，比任何電化學電池儲能經濟得多。就算太陽“休假”很長時間，沒准用幾天電後，池液濃度降低幾倍，變速箱還能穩定應付。 就算太陽不露面，只要空氣相對濕度沒達到100%，水面隨時隨地都在蒸發，只不過蒸發速率不同而已。所以，能量的采收基本上全天候不間斷。 本質上，太陽能只不過被“走私”到鹽差再生裡去罷了。 保守估計，一畝地的池子，年平均可發電12000多度電，雖比光伏少些許，但低成本優勢凸現，同時還幫地球散掉大量的熱，為人類可持續發展作出了貢獻，這比拋荒或拿去種莊稼強的多。 收了，來句口號撂筆： 保護環境，人人有責，從我做起，從現在做起！ [size=20]參考文獻：[/size] 1、PeTa effect: M. E. Perel’man and V. A. Tatartchenko, “Phase Transitions of the First Kind as Radiation Processes,” Physics Letters A, Vol. 372, No. 14, 2008, pp. 2480-2483. dx.doi.org/10.1016/j.p...007.11.056 2、Cloud Power - Centro Fermi 3、鹽差“發條”發動機有望研制成功—我的新戰場 blog.sciencenet.cn/blo...02002.html 4、中國社會科學院：愛斯基摩起源之謎及其考古學研究 5、愛斯基摩人 baike.baidu.com/item/%...%BA/187090 6、我的配套無級變速箱發明介紹： 老司機判：自動波手動波，哪個波肉，哪個波勁？ 轉載本文請聯系原作者獲取授權，同時請注明本文來自魏焱明科學網博客。 鏈接地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-2339914-1188300.html 上一篇：不服？只喝水的車真能造，但決不是喝水制氫！ |
| 點擊: 0 | 評論: 14 | 分類: 上傳 | 論壇: 原創原地 | 論壇帖子 |
| 分享: |
 分享到微信
|
文章評論
| wyx2000 | 無題 說了那麼多。誰說igloo裡面有15度? 看記錄片。裡面絕對0度以下。
2019-07-06 21:47:56 | 引用 |
| 無題 啥狗屁文章啊，冰屋當然是0度以下，只是戶外可能-30~40度，室內只有零下5~10度。
2019-07-06 22:25:47 | 引用 |
浮生半日 |
| kiwaho | 無題 2019-07-07 12:00:57 | 引用 |
無題
北極地區常年封凍、寸草不生、交通不便，導致物價奇高，所幸政府念及原居民守疆本身就是一份工作，事關國家領土主權，功莫大焉，所以高額福利也是應得的，足以抵消高物價。 想多掙錢則可捕海豹，但近年來，遭到全球動物保護者們激烈反對。 當地電力來自於依賴空運柴油的發電機，電價依地區交通便捷程度不等而異，0.6~1.3 $/kwh, 相當於人民幣3~6.50￥/度電。 所以，為了節約開支，當地人習慣室內溫度調到略低於零度，甚至不開暖氣，這個冰屋在人氣的烘托下，也不會低於零下10度。 當然，有些不差錢的北極人，或者游客住冰屋hotel/motel，會把冰屋室溫調到最爽的15度。 所以不要看到那樣的視頻，就懷疑不能零上溫度使用。 2019-07-07 17:45:58 | 引用 |
kiwaho |
| kiwaho | 無題 瞧瞧這張附近地區的電價單。這離北極村還遠著呢！ 2019-07-07 17:48:05 | 引用 |
| 無題 正如一杯開水放冰箱冷凍室內，比涼水先結冰一樣，不可思議，但卻事實！
科學的進步，經常從突破常識開始。 2019-07-07 20:08:22 | 引用 |
kiwaho |
| kiwaho | 無題 按1.5$/kwh算電費，室內溫度調到+15度，一個月的電費估計最少$1500刀！
北極沒有夏天，每天都要取暖。如果沒有政府的補貼，除非挖金礦的人，捕獵海豹為生的當地人，都得破產。 2019-07-08 06:53:33 | 引用 |
| 無題 華為的網絡基礎設施，定會在加拿大北極大有作為。不知他們涉足沒有？
2019-07-08 08:23:09 | 引用 |
kiwaho |
| kiwaho | 無題 原創者TATARTCHENKO（塔塔沉科）這樣寫道：
 2019-07-08 15:28:38 | 引用 |
| 無題 特向高知們推薦這個孵化器，斯坦福大學與加州能源局合辦：
https://www.cyclotronroad.org/ 下一批本月啟動申報程序。 兩年孵化受訓期間，“見面禮”10萬元用於在校園內立即啟動公司運作，另加每年發10萬元生活補助金，以及1.2萬差旅費，提供斯坦福任何實驗室免費供研發使用，頂級高科技商業化成功人士授課指導。 進門第一周必須先辦美國初創公司注冊登記，本土已注冊過公司的可免，國外來的，他們協助辦理。受訓期間，項目研發如常進行，也許稍有分心。 每家公司最多接受2名，且各自股份至少在10%以上，還得所提研發項目能被加州能源局看得上。官方不謀求入股，只圖助推加州經濟發展，而且寄希望於納斯達克上市。 如有志創業者，可加入我的千瓦厚新能源團隊，就拿我的“基於大面積偽濕地的鹽差發電”作項目申請，前期通訊他們對此很有興趣，就差我送一個博士科學家“入甕”了。 為了“入甕”順利，你需要了解我的技術要點。可閱讀我近期的相關博文。 暫未決定我是否陪你一起受訓，因為當下緊張的研發階段，不一定脫得開身，只希望你“畢業”後，胸懷學到的秘籍和積累的人脈，做公司的頂梁柱，開足馬力做大做強千瓦厚。 我可以稀釋10%股份出去，希望能找到意中人，一起把這項高新清潔能源技術盡快商業化。 我的發明雖沒有用到PeTa效應，但基於別人的這個理論，曬鹽池就能把地球冷卻，這“一石多鳥”正是孵化器當局看中的。 期待我的合伙人，如果是加拿大身份，必須願意像當年馬斯克那樣毅然離開加拿大，和我一起把公司搬到美國長期發展。 2019-07-09 08:02:17 | 引用 |
kiwaho |