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生活离不开阳光

科普小知识2022-07-15 23:26:59
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太阳不仅给人类带来温暖,也为人类提供食物。只有当阳光普照时,植物才能生长、开花和结果。因此,所有种类的食物实际上都是太阳能的储存库。平时,当人们吃食物、蔬菜和水果时,他们吃的是太阳能。你看,阳光和人类的关系如此密切,以至于人类没有阳光就无法生存。由于太阳对人类如此重要,如何利用太阳能已经成为一个重要的研究课题。

一锅水只能在阳光下加热,但它永远不会沸腾,因为温度不够高。然而,如果把水壶放在一个密封的玻璃盒子里,使得热量“不能进出”,那么水可能会被“晒”开。世界上第一个太阳能收集装置就是这样一个被称为“热箱”的玻璃盒子。

那是在1770年,当时有人用玻璃制作了五个不同大小的盒子。它们是一层一层地搭建起来的,每个盒子之间只有几厘米的空间。玻璃盒子放在阳光下,最高温度在第四个和第五个盒子之间(从外向内),达到88℃。后来,一些人用好的隔热材料把盒子的底部做成黑色。结果,最高温度升至120℃。用这个“热盒子”烧水很快引起了轰动。

这个“热盒子”的秘密在哪里?主要在“玻璃”上。原来应时·格拉斯脾气古怪。它只允许短波长的辐射通过,并阻挡来自外部的长波长辐射。阳光波长很短,可以通过玻璃毫无阻碍地进入盒子。当玻璃盒中的物质(如空气或水)吸收了太阳光的能量后,温度会上升,并产生热辐射。因为这种热辐射波长很长,不能通过玻璃从盒子里逸出,所以玻璃盒子里的温度逐渐升高。

太阳能炊具也是使用太阳能的设备。他们依靠透镜或镜子来聚集阳光。

多亏了玻璃,北方普通的冷床和温室像春天一样温暖。

现在,使用太阳能的建筑不断涌现,既美观又实用。有一种被动式太阳房。阳光一侧的墙是黑色的。一个密封的玻璃框架安装在墙的外面,在它和外墙之间形成一个通道空间。阳光加热通道内的空气,热空气上升,通过顶部百叶窗进入房间,房间内的冷空气可以通过下部通风口进入通道被加热,从而使房间温度不断升高而不停止循环。在夏天,只要顶部的阀门向外打开,热空气就会流向外面,所以房子北面较冷的空气会不断进入房间,取代流出的热空气,房间的温度也会相应下降。这种太阳房,只要保温材料好,设计合理,就能收到冬暖夏凉的效果。

一些太阳能热水器在原理和结构上有类似的集热箱。它们大多安装在屋顶上,这给现代建筑增添了非凡的光彩。

最近,国外开发了一种新型的玻璃砖。它的主要原料是硅。瓷砖本身是一种太阳能储存装置,它不仅能在阳光下产生电流,而且即使在雨天和连续的天气也能产生电流,可用于室内照明。