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现行初中物理教材在《熔化与凝固》一节中提出:“为什么下雪不冷化雪冷?”根据教参和《十万个为什么·气象》卷中的解释,大意都是:下雪水结冰,要放热;而融雪冰熔为水,要吸热。故下雪不冷化雪冷。 其实这种解释是错误的! 不错,水结冰要放热,而冰融化为水要吸热,但根据热力学基本定律:物体的热量只能从高温物体转移到低温物体。 水与冰雪的相互转化温度为0oC,水结冰放热到环境中会使环境温度升高,但最高不可能超过0oC,否则热量的流向就会“掉头不顾”;另一方面,雪融化为水要吸热,使环境温度下降。但环境温度最低也不可能降到0oC以下,否则低于0oC的环境就会使冰雪融化的过程产生“逆转”。 因此,从理论上讲,下雪决不可能比融雪温度低。 那么实际生活中,下雪或融雪与环境温度之间又有何关系呢?一方面,冰雪与水转化的物理规律不变,但另一方面,由于一天之中早晨和中午气温不同,同一时间不同地点(如向阳处和背光处)的气温也不一样,加上白雪和脏雪吸热的能力不同,而且即使环境温度高于0oC,雪的融化也有一个过程,还有风速和湿度的影响,使人感觉到的冷热与物理学上的温度高低并不完全一致。 这样就使“下雪不冷化雪冷”的问题大大复杂化了。 要科学地判断“下雪不冷化雪冷”,首先要弄清楚什么叫下雪,什么叫融雪,例如:每年的第一次降雪时,因为雪花是在高空形成的,在高空气温远低于0oC,但这时地面温度常在0oC以上。这样,雪一落到地上就立即融化了。 虽然在下雪但雪随下随融,温度始终在0oC以上,这种情况是算下雪还是算融雪呢?而且,江南这种边下雪边融雪的情况很常见,如果这种情况仅归为下雪天,那么就会很自然地得出“下雪不冷化雪冷”了。 但从严格的意义上讲,这种边下雪边融雪的天气,不宜仅归纳到下雪天的范畴。 为了便于对气象资料进行统计归纳,能不能这样对下雪天和融雪天进行界定:“凡第二天有积雪,尽管头天下雪时最高气温在0oC以上,还是定为下雪天。而有积雪未降雪,最高气温高于0oC的天气都看作融雪天。”按照这一标准,笔者花了100余元抄录了南昌市近十年整个降雪过程的气象资料。 虽然凭这些资料进行统计判断还显得不足,但本人实在没有财力再购买更多的资料了。 现从南昌市近十年降雪过程的资料统计,下雪天的平均最高气温为1。5oC,,平均最低气温为-2。76oC,平均下雪天气温为-0。63oC。而化雪天平均最高气温为3。 2oC,平均最低气温为-1。8oC,化雪天日平均气温0。7oC。可见一般说来下雪天比化雪天气温低。因此,所谓“下雪不冷化雪冷”在物理学上讲并不成立。 既然下雪天气温比化雪天低,那么为什么说“下雪不冷化雪冷”呢?除了本文开始已否定了的解释外,笔者还收集到以下几种解释:
1、干燥保温说;
2、化雪风大说;
3、幅射散热说;
4、矫枉过正说。 下面对这几种解释我们逐一分析。
一、干燥保温说:这种观点认为下雪时空气湿度低,相对比较干燥,使空气和衣物的保暖性能相对较好,而化雪天空气湿度相对较大,空气传热性强,使人感到冷。 对此我们说:下雪时雪花漫天飞舞,化雪时到处积雪积水,这两种天气中,相对温度都很大,而且0oC时冰的饱和蒸汽压和水的饱和蒸汽压相同,因此下雪天与化雪天的相对湿度应该相差不大。 从南昌地区的气象统计资料看:下雪天平均相对温度为81。8%,绝对湿度为4。8毫米汞柱。而化雪天平均相对湿度为83。6%,绝对湿度为5。38毫米汞柱。虽然化雪时湿度略高,但对空气热传导系数影响几乎为零。至于衣物的保暖性也应该区别很小。因此,这种很小的湿度变化不会产生明显的“下雪不冷化雪冷”的效果。 帮以上说法虽然有道理,但依据还显得不足。
二、化雪风大说:“化雪时往往风大,所以显得很冷”。根据南昌市近年气象统资料,下雪天平均风速为2。3米/秒,化雪天平均风速为1。1米/秒。因此这一理论依据不足。
三、幅射散热说:“化雪天一般要出太阳,空中无支,这样夜间地面热量很容易散失,所以化雪天的最低温度要比下雪天低。 ”根据南昌地区的统计资料:下雪天平均气温为-2。76oC,化雪天平均气温为-1。8oC。最低气温还是下雪天低,因此这一理论也不成立。
四、矫枉过正说:“下雪不冷化雪冷,主要是古人为强调化雪天仍然很冷的一种矫枉过正的说法,实际上还是下雪比化雪冷。 类似这样的矫枉过正说法,在我国天气谚语中还有很多,如:“立秋后还有十八个秋老虎更厉害。”这就是强调立秋后天气仍很热。以上说法有一定道理,在此可作一说存查。 纵观以上各种解释都不太理解。对此,笔者根据在农村调查的结果提出以下新的解释,与大家切磋。 首先,能总结出“下雪不冷化雪冷”的人,肯定是下层知识分子和劳动者。因为那些达官贵人,出入有马轿裘衣,在家有锦帐火坑,随时有人伺候加减衣服,一般很少有感到冻冷的时候。按儒家传统的教育,他们只应关心修、齐、治、平,那些儒家的“不肖之子”想的多为风、花、雪、月,偎翠依红,因此不会关心下雪天和化雪天冷暖问题。 而中下层知识分子和劳动者,住的多为茅屋,出...
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