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河流结冰后过河

河流结冰后过河

作者: 忆故 | 来源:发表于2022-11-08 07:51 被阅读0次

谁说人类不能跑得比河流快,但这句话其实不完全对。人不能跑过流动的河流,但水有其他的形态。让我们看看水的其他物态,如果我们把河变成这些状态,或许能让渡河变得更加容易。

首先,例如冻结。

要想冻上一条河,你需要一些智能设备和能量来源。结冰过程中涉及的能量问题,可能会让人误入歧途。严格来说,把水变成冰不会消耗能量,因为水结冰的时候,会释放能量。

既然烧水需要能量,让水结冰又会释放能量,那我们的冰箱为什么还会耗电,而不是发电呢?

答案是,水里的热量并不愿意离开。热能会天然地从暖的地方流到冷的地方。把冰块放进热饮料里,热量就会离开饮料,留下冰块,导致冰块变暖、饮料变冷,令二者走向平衡的状态。热力学第二定律指出,热能总是沿着这一方向流动,从来不会出现冰块自发地加热饮料而让自身变冷的情况。要把热量从冷的地方搬运到热的地方,逆着自然的流向而行,就需要一个热泵,而热泵又需要能量才能运作。所以,如果你想让河流散发热量,降低河流的温度,直到它结冰,你就得做功。

我们可以用制冰机的数据来估算一下,要把一整条河靠智能的方式动成冰,需要多少能量。

87吉瓦是很高的功率。它相当于重型运载火箭起飞时的能量输出。要给你的智能设备提供能量,你需要一台差不多大小的发电机,还需要消耗很多燃料。事实上,燃料进入这台发电机的流速差不多是8.5立方米/秒,接近河流自身流速的5%。

换句话说,你的智能设备需要一条汽油河来浇灌,这条河的大小与你要冻上的河流数量级差不多。

也许你不用把整条河都给冻上,冻住河面就可以了。

一般的原则是,河上的冰要有10厘米厚,才能让人安全行走。如果一条河300米宽,所以桥要有300米长。如果我们想做一架60米宽的冰桥(以免它弯折、断裂),那它大约要有2000吨重。冻出来的这么多冰,需要330兆瓦时的电力,花费约50,000美元,还不包括制冰机的费用。

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