第24届冬季奥运会将在北京举办,新建的国家速滑馆(“冰丝带”)是北京主赛区的标志性场馆。
制冰技术是速滑馆建设的关键,中国建设团队采用了冬奥场馆历史上第一次使用的新技术——二氧化碳跨临界直冷制冰技术。该技术碳排放趋近于零,且对大气臭氧层没有影响,是目前世界上最环保的制冰技术。该技术可控制冰面温差在 0.5 ℃以内,制冰更加均匀,这在以 0.001 秒计时的高水平竞技中尤为关键。
研究发现,制冰机的二氧化碳蒸发温度和转桶材料对制冰量都有影响,图 1 所示为其他条件相同时,制冰量随二氧化碳蒸发温度和转桶材料的变化。
冰面下是混凝土冰板层,施工中需使用专用抗冻混凝土以保证冰面质量。混凝土的主要材料是水泥,水泥是以石灰石(主要成分为CaCO3)、粘土(主要成分为SiO2、Al2O3等)等为原料,在高温条件下发生一系列反应制得的硅酸盐材料。科学家通过调整混凝土的材料配方增强其抗冻性,图2是掺有陶粒的陶粒混凝土和普通混凝土的抗冻性对比实验结果(强度损失率越高,抗冻性越差)。
独具“中国范”的冬奥场馆赛后将常年举办各种冰上赛事,成为北京市民参与体育冰上运动的多功能场馆。
(原文作者赵莹莹等,有删改)
①水泥是一种硅酸盐材料。
②“冰丝带”场馆建设应用了新的科学技术。
③制冰技术和冰下混凝土工艺都会影响冰面质量。
(进行实验)
实验1:6个集气瓶中盛有不同配比的氧气、氮气的混合气体,分别用6支相同的蜡烛点然后测定其燃烧时间。
氧气体积分数 | 10% | 20% | 40% | 60% | 80% | 100% |
燃烧时间/s | 0 | 12 | 26 | 35 | 30 | 25 |
现象 | 立即熄灭 | 安静燃烧 | 剧烈燃烧,烛芯长度变大,蜡烛高度变小 |
同学们对比氧气体积分数60%~100 %的现象,发现氧气体积分数越大蜡烛燃烧越剧烈,烛芯长度变大和蜡烛高度变小越显著。猜测烛芯长度或蜡烛高度可能会影响燃烧时间,继续进行实验。
实验2-1:将集气瓶中充满空气,测定相同蜡烛高度、不同烛芯长度的蜡烛在集气瓶中燃烧的时间。
烛芯长度/cm | 0.3 | 0.5 | 0.7 | 0.9 |
燃烧时间/s | 16 | 13 | 11 | 8 |
实验2-2:将集气瓶中充满空气,测定____的蜡烛在集气瓶中的燃烧时间。
蜡烛高度/cm | 1 | 3 | 5 | 7 |
燃烧时间/s | 17 | 10 | 9 | 8 |
(分析与结论)
甲同学认为实验2蜡烛熄灭的原因是氧气完全消耗。乙同学依据实验1判断甲同学的说法不严谨,支持乙同学判断的证据是。