南北极,温度常年在零下摄氏度,冬季时更是低至-50 。据说人们撒的尿,当场就会结成冰柱,这是真的吗?
如果这是真的,科学家在南北极考察时是如何解决大小便问题的呢?
极地温度为什么那么低?
我们知道的是,南北极地温度极地,常年冰天雪地。北极的平均气温是-22.3 ,南极的平均气温为-28.9 。这个温度下,很少生物能够存活下来,因而南北两极常常是一片荒芜。
而极地温度为什么会那么低呢?
首先是极地是地球中纬度最高的地方,由于纬度较高,一年之中,有一半的时间没有阳光照射,导致温度常年较低。
另外,太阳光线射入的角度较小,单位面积内,极地能够吸收到的热量也就较少。
其次,南北两极被冰雪覆盖,呈现一片白色,众所周知,白色对太阳光线反射最为厉害。仅有的热量也被反射回太空。
最后,极地地区空气稀薄,仅有的热量也比较容易散发,热量储存能力低。
综合以上原因,极地常年冰天雪地,平均温度都低至-20 。
极地撒尿成冰是真的吗?
网上常常有撒尿成冰的传闻,那么这到底是真是假呢?
尿液是流动的,而且由于从人的身体内流出,本身是和人体体温一个度的,也就是大家常常开的玩笑,“请你喝37度的饮料”。
在北极温度很低,但是不足以让刚拉出来的尿成为冰柱。
虽然不会被冻成冰柱,一般人不到万不得已,还是不敢轻易在极地室外撒尿,这是为什么呢?
因为,人的JJ会承受不住这寒冷的温度,极有可能会被冻坏。
有一位摄影师去极地拍摄,没去过极地的他,只穿了一条单裤,没想到他就在原地愣了一会,两只腿就完全冻僵了。
如果他没有及时被发现,很有可能会被冻死。
所以,JJ裸露在寒冷的空气中过长时间时,也很有可能会被冻僵,在野外上厕所是非常危险的行为。
科学家是如何应对的?
那么在野外上厕所不可行,科学家们在考察时是如何解决大小便问题的呢?
答案是在搭好的帐篷内上厕所,帐篷内的温度勉强高一点。
他们上厕所是不能脱裤子的,暴露在空气中的面积越大,就越容易冻伤。
因而,他们的保暖裤上,屁股后面那一块是活动的,可以放下来的。
要上厕所的时候就取下来,在室内的马桶上方便,时间要尽可能地短,要迅速解决战斗。
粪便拉出来之后,是采用火烧的方式将粪便分解,然后打包带回。这是为什么呢?
我们对于粪便普通的处理方式是用水冲,而这在极地却行不动,根本没有流动的水。
而且,在极地,缺少能够分解粪便的生物以及细菌,人类的粪便不经处理排放到野外会产生大量的污染。
人们将拉出来的粪便用火烧的方式分解成灰,然后打包带回到国内的垃圾站进行处理。
总结
我们探讨了三个问题,一是极地温度为何那么低,主要是纬度高、白色发射能量以及空气稀薄,三者共同造成了极地极低的温度。
二是撒尿成冰的传言是假的,流动的人体尿液,带有一定的温度,无法在“流动中”迅速结冰。
三是科学家如何大小便。科学家们在极地配有专门的保暖裤,一般在帐篷内上厕所,上厕所的时候需要打开屁股后面的活动部分,然后粪便通过火烧的方式分解带回到国内处理。
朋友们,有什么想说的,在评论区见吧。
分类: 教育/科学 >>科学技术问题描述:
就是说一个MAN在多冷的温度下\站在多高的地方(这个MAN身高1.70M)
撒尿,尿在落在地面之前就在空中结成了冰.
解析:
在哈尔滨和俄罗斯交界附近就可以,大概零下50度左右,一个同学的爸爸在那做生意,听他讲过这个事情,不用站在什么上,就在地上解决的,直接变冰.
不仅仅只是简单地变成“雪”,而是先“烧”开了。这样的问题其实并不复杂,并且可以在地球上实验证明。我们会有这样的问题主要是因为我们平常都生活在一个“天然气罐”里(一个标准大气压下,101kPa),我们把“气罐”里经常发生的事情称作常识,例如:水烧开需要达到100摄氏度,因此会惯性的得到水放在太空中会结冰,因为水放在冰箱里会结冰,而太空我们并没有去过,太多数看到听到的都是“寒冷的太空”。
不平凡的地球与特殊的水
经过几十年我们对宇宙的探索,我们发现与地球情况相同的星球在宇宙中并不多见。我们发现水是生命之源,苦苦的寻找液态行星,然而至今都没有找到一颗可以与地球媲美的行星。
图:太阳系宜居带
首先它所处的位置需要在星系中的宜居带上,通俗的说就是不能离星系中的恒星太远或太近,太远温度太低水会结冰,太近温度太高水会被“烤”干。如果把太阳系比作一个足球场,宜居带的宽度就像我们用刻刀在球场刻上一条线那么窄。即使行星处于宜居带中也并不代表会有液态水。金星处于宜居带,然而却是一个炼狱,天空中下着硫酸雨。火星处于宜居带,但却一片荒芜,就像地球上的沙漠。
因此,地球上我们所认为的常识,放到宇宙中并不适用。好在科学家发现了一条公理,这条公理和我们上述所说的存在一定的矛盾,但又不矛盾。天文学第一性原理:人类和地球在宇宙中一点都不特殊。
不特殊源于宇宙的浩瀚,哥白尼发现宇宙并非地球的中心,地球在宇宙中连一粒尘埃都算不上,尘埃又何以特殊呢。而后来开普勒的三大定律,牛顿的万有引力都一次次告诉了人类,地球的确不特殊,因为我们在地球上发现的一切物理性质在宇宙中都适用,或者说宇宙中的任意一个角落物理性质都是相同的。
水在宇宙中同样会通过相同的物理过程结冰成固体,会变成气体,不同的是条件不同,变化的窗口期不同。而之所说地球特殊在宇宙中并不容易找,是因为水的状态很特殊,水分子H2O的物质在宇宙中非常多,但是成为水窗口期非常小。
温度与压强
图:参宿七耀眼的蓝光
宇宙中得最高温度为恒星参宿七蓝色超巨星的1.13万度,最低温度则是布莫让星云的零下272度。区间跨度如此之大,在想想地球上50多度,到零下80几度区间,就是在这个微小的区间下,水也是不一样的,因为压强也会影响水的状态。
如果我们烧壶开水,放到保温瓶中,保证水短时间内能保持在72度以上,当你把水瓶带到珠穆朗玛峰峰顶,在拧开水壶的一瞬间,你会感受有一股力想把瓶盖推开,并且水会沸腾。
图:水分子不同压强下与不同温度下的状态关系
弹开盖子的力是因为珠穆朗玛峰海拔高,空气稀薄,气压较低,密闭的保温瓶内压强大,沸腾同样是因为压强低,水分子受更容易挣脱压力得束缚,所以我们经常说青藏高原煮饭会煮不熟,最好是用高压锅来做饭。理解了这些,太空中的问题就好理解了。
答案与实验
我们知道太空是寒冷的,更关键的是太空还是接近于真空的,简单理解就是如果珠穆朗玛峰压强很低,那么太空中就是无限低。那么水究竟会因为压强低沸腾,还是因为温度低而结冰呢?答案是两个都会发生,只不过先后顺序不一样。
图:液态水分子运动
当宇航员掏出一杯水(忽略掏出过程),当这杯水置于太空中的第一时间会立刻剧烈沸腾,因为真空情况下没有任何压力能把水分子聚集在一起,结合成水。而温度的传导需要一定时间,虽然这个时间也极短,但是远没有水本身水分子感受到分子间碰撞来得快。
当水沸腾后,就会分散开来,形成孤立的、气态的水分子。面对这个超级寒冷的的环境,它们会立即冰冻,更准确的说是去升华,转变为冰晶。
图:美国宇航局在轨道上测试水动力航天器
因此,飞船中的尿液排到太空中,发现尿液瞬间沸腾,然后变成一团小小的固态的冰晶是一个真实的故事。
这个过程并非只能像一系列太空实验一样远观,我们在地球上就可以体会这个过程。在冬天,寒冷的地方,我们可以将一壶水烧开,然后泼到空中,你就能体会到你自己制造的“雪”。这就是在太空中的水会先沸腾成水蒸气,然后结成冰晶的答案。
欢迎分享,转载请注明来源:优选云