北極動物如何保持溫暖嗎？

關鍵概念

生物學

物理

傳熱

熱絕緣體

溫度

介紹

回家後是多麼可愛的一個寒冷的冬天走到一個舒適的房子,穿上你的毛絨拖鞋和解決在壁爐旁變暖杯熱巧克力嗎? 動物,如北極熊,北極狼或南極企鵝不是很幸運有這樣一個地方來保暖。 他們面臨極端冬季的氣溫如何? 在秋天大多數增長「冬衣」。 你有沒有想過這些衣服是什麼樣子,以及他們如何幫助動物保暖嗎? 做這個很酷的活動,你將親身感覺!

背景

溫血哺乳動物人類使用能源的一部分,他們從他們所吃的食物,保持身體溫度相對穩定。 需要大量的能量來調節體溫,尤其是當您的環境溫度比你的身體。

人類用衣服來保持溫暖,他們需要更多的衣服更冷。 衣服之間形成一個熱障溫熱的身體,寒冷的天氣,防止熱量逃離。 其他哺乳動物發展陷阱體溫自然障礙,讓他們在寒冷的氣候條件下生存。 就好像他們在幾個「冬天的大衣,」都扮演著一個重要的部分。

第一層往往是一層脂肪隱藏在皮膚下稱為「鯨脂。 「除了是一個很好的熱insulator-it不允許熱通過它容易就胖起來的好處是作為一個受歡迎的食物儲備。 接下來的外套,這取決於動物,通常是一層緻密的下層絨毛或向下羽毛緊密地聚集對皮膚就像一個溫暖的汗衫。 這種舒適,柔軟外套充滿空氣的口袋提供絕緣;固定一層空氣是另一個很好的熱絕緣體。 最後,保持水分,就經常會有一層油,防水保護頭髮或羽毛。 有時這些頭髮出現白色,但它們通常透明和中空的,這有一個很大的優勢:他們提供額外的隔熱。

一些北極動物,如北極熊,好絕緣,不能發現與夜視鏡,撿起輻射熱量。 這意味著他們的外層毛皮具有相同的溫度環境。 換句話說,這些動物可以保持所有的熱量,失去任何環境。 太令人驚訝了!

準備好感受這些材料的絕緣能力嗎? 收集一些物品,試試!

材料

拉環三明治袋(4)

小板(四)

冰塊

小羽毛(羽毛工藝很好。)

四分之一磅黃油(一)在室溫下

統治者

準備

填補一個三明治包著一層羽毛大約兩厘米厚並關閉袋。

另一個三明治袋填充two-centimeter-thick一層黃油和關閉袋。 如果不是黃油在室溫下,把包和黃油之前一段時間進行測試。

陷阱空氣進入第三個三明治袋。 盡量讓它一樣厚的其他包。 (首先關閉包一半多一點,然後吹到它和關閉其餘工作;因為這樣你陷阱的空氣是溫暖的比室溫,最好離開包出一段時間來調整)。

離開第四個三明治袋是空的。

將一層冰塊放在四個小板塊。

把一袋上的冰塊在每個盤子里。

過程

讓一隻手休息空袋子,羽毛上的其他包。 避免壓袋。哪一種感覺冷嗎?

刪除你的手,等一會兒,直到雙手再次感到溫暖。 現在,將一隻手放在袋子上的空袋子和其他充滿脂肪。現在感覺冷,哪一個空包或包著一層脂肪?

在你走之前,你希望哪一個感覺冷,與空氣或空袋或袋將他們都感覺冷嗎?

哪一種感覺冷。你的預測是正確的?

一會你會比較層羽毛,脂肪和空氣。你認為哪一個會感到溫暖,哪一個會覺得冷嗎?感覺最熱創造最好的熱屏障,因此,是最好的熱絕緣體。 科學家稱材料,防止熱傳遞「熱絕緣體。」

執行測試。 一定要讓你的手比較之前調整至室溫。你能告訴這袋感到溫暖或者太小檢測的區別是?

更詳細的測試,把包在冰塊上15分鐘,感覺好。 你現在能夠發現不同嗎?

你的預測和試驗結果一致嗎?

額外的:你認為增加幾層將創建一個更大的熱屏障?要測試這個,首先必須讓你的行李再次升溫。 脫冰在室溫下,離開他們一段時間。 然後一堆兩袋冰塊和測量需要多長時間前感覺冷。它需要更長的時間比單一層嗎?

額外的:試試其他的材料,如羊毛、棉、皮革、羊毛、紙或鋁箔。哪一個你希望是好的絕緣體嗎? 你的測試結果同意你的預測嗎?

額外的:現在你知道一些好的熱絕緣體,你能設計一個救生服工作的一位科學家在北極或登山珠穆朗瑪峰探險嗎? 一旦你完成你的設計,查找人們生活或工作在極端寒冷條件下磨損。是你設計相似或不同? 為什麼你認為他們選擇這些服裝嗎?

觀察和結果

空袋子可能覺得很多冷卻器比填滿的。 袋子的材料是很好的熱insulators-they不要讓熱量很容易穿過它們。 疊加兩個袋子的頂部創建一個更強大的障礙,所以它可能需要更長的時間在前袋覺得冷。

袋子用黃油(脂肪)可能比袋子用空氣或羽毛,感到冷導致的結論是,通過脂肪熱量轉移的速度要比通過一個同樣層厚厚的靜止的空氣中。 羽毛隔離,因為他們捕獲空氣,所以可能是沒有區別的袋袋羽毛和空氣的感覺。

人們在北極的氣候使用動物皮和毛皮以及合成的衣服來保護自己免受寒冷。 合成衣服抵禦極端天氣使用相同的溫室技術在動物身上發現的。 例如,他們可能會使用羽毛陷阱空氣或有防水塗層保持水分。

清理

只要你使用一個乾淨的袋子,您可以重用的黃油烹調。 還重用你的羽毛和其他包。