核心概念
温度
热传递
适应
绝缘
脂肪组织
引言
你有没有想过鲸鱼和其他海洋哺乳动物是如何在寒冷的海洋中生存和保持温暖的？温血哺乳动物之所以能在这些寒冷的环境中生存，是因为它们经过几代自然选择，身体拥有一些很棒的保暖适应能力。
换句话说，为了传递特征（通过基因），现代海洋哺乳动物的祖先必须克服不同的挑战才能繁殖，它们的后代继承了允许它们生存的基因。这种生物体随时间的变化是进化的动力。海洋哺乳动物的一个重要适应是脂肪，这是一种皮肤下厚的、具有绝缘作用的脂肪层，有助于保持身体内部的温暖，并阻挡空气或水的寒冷。一层假脂肪——以起酥油的形式——能帮助你保持温暖吗？
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背景
已经进化到在寒冷水域中生活的哺乳动物，如鲸鱼、海豹、海狮和北极熊，通常都有一层脂肪。无论它们是生活在北极附近的寒冷水域、南极附近还是深海，这些动物的脂肪对它们的生存都至关重要。在冬季，北极（世界最北端）的空气通常低于 -40 摄氏度（-40 华氏度）。南极洲是世界上最冷的地方，可能低于 -60 摄氏度（-76 华氏度）。根据物种的不同，鲸鱼在海洋中潜入 400 或 500 多米（约四分之一英里）深处，那里的水温可能低于 12 摄氏度（54 华氏度）。
脂肪有助于这些海洋哺乳动物免受寒冷。（冷血海洋动物，如鱼、鲨鱼或螃蟹，不需要保持温暖，可以让它们的体温更接近水温。因此，它们不需要这种额外的绝缘层。）脂肪是厚的脂肪（脂肪）组织层。动物以脂肪组织的形式储存多余的消化食物，其中含有称为脂质的分子。脂肪组织的导热率相对较低，这意味着它不像其他组织和材料（如肌肉或皮肤）那样能很好地传递热量。这样，它有助于隔离动物的身体。
材料
• 两个碗
• 冷水
• 温水
• 冰块
• 起酥油（如 Crisco）
• 纸巾
• 秒表
• 温度计
• 一个伙伴
准备工作
• 在每个碗中放入相同数量的冰块，不要装太满。在每个碗中加入冷水。
• 用温度计测量每个碗中的水温。它们的温度应该相同。当温度稳定下来（应该很快发生）时，水就可以进行测试了。
步骤
• 用厚厚的一层起酥油覆盖一只手的一个食指，覆盖整个浸入水中的区域。让你的另一个食指保持清洁裸露。
• 让你的伙伴准备好秒表。当他或她准备好时，将每只手的食指放入一个冰水碗中，并让你的伙伴开始计时。一旦你的手指感到太冷而无法再在水中停留，就把它拿出来。你把每个手指留在碗里多久？
• 让你的手指暖和起来，恢复正常的颜色。如果覆盖的手指上有任何起酥油脱落，请重新涂上。
• 让你的伙伴帮你把冷水倒进水槽，然后用温水重新装满两个碗（确保水温是温的，但不会热到烫伤皮肤）。
• 用温度计测量每个碗中的水温。它们应该大致相同。在温水中，你认为你会看到相同的结果吗？
• 让你的伙伴计时，你可以将每个手指留在温水碗中多久。你把每个手指留在碗里多久？两个手指之间的时间差是比你把手指放入冰冷水中时更大还是更小？
• 额外内容：你的结果有多一致？你可以重复这项活动两到三次，记录测试的不同水温以及每个手指在水中的时间。然后根据你的结果制作一个图表。在哪个环境中，起酥油的“适应”始终具有优势？观察和结果
当你将手指浸入冰冷的水中时，覆盖起酥油的手指是否比没有覆盖的手指保持温暖的时间更长？当你把手指放入温水中时，时间差是否没有那么大？
已经适应在寒冷水域中生活的哺乳动物（如北极熊和鲸鱼）之所以能保持温暖，很大程度上是因为它们的脂肪，一层厚厚的脂肪。脂肪均匀地分布在它们身体的大部分区域，就像这项活动中的起酥油以厚层覆盖你的手指表面一样。由于脂肪组织的导热率相对较低，因此与其他组织和材料相比，它不能很好地传递热量。人类已经为我们的日常使用开发了一些绝缘材料。例如，泡沫塑料是另一种导热性能相对较差的材料，而金属的导热性非常好。这就是为什么热饮通常用泡沫塑料盛装的原因，因为它能将热量保持在杯子内，从而防止你的手被烫伤。（出于同样的原因，它也可以比纸杯等更好地保持冷饮的凉爽。）你还能想到其他可以作为绝缘体的材料吗？
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本活动由Science Buddies合作提供