古代怎么制冰(古代怎么制冰塊的)

綜述?

夏天不僅氣候炎熱，而且病菌繁殖生長快，因此如何渡過夏天，成了當(dāng)下人和古代人思考的主要問題。

在當(dāng)今社會，一到夏季，我們就會在家里面打開空調(diào)、風(fēng)扇進(jìn)行降溫，有時候也會通過冰箱來制作冷飲，或者選擇去海邊進(jìn)行游泳，累了便吃一塊雪糕，這樣的生活方式，使得我們能夠輕松且涼爽的度過整個夏天。

但是在古代，由于科技的限制，他們無法創(chuàng)造出空調(diào)和冰箱。所以，生活在古代的人們?yōu)榱私鉀Q夏天氣候所帶來的麻煩，他們開始研究冰。

提及古代制冰，我們首先會想到冰窖和硝酸鈣。冰窖作為最簡單的儲冰方法，就是先找到在陰涼和溫度較低的地方，打造一個地下室，隨后派人進(jìn)行冰塊的開采，最后將其放置在地下室，并用樹葉和稻糠等具有隔溫作用的物體，覆蓋在上面。

但這樣的方法，每年都會導(dǎo)致大量的冰塊融化，所以開采的冰塊數(shù)量極大，不僅耗時，還具有空間限制。

為了解決這樣的情況，古人也在不斷創(chuàng)新。

他們發(fā)現(xiàn)了硝酸鈣在溶水時，會吸收很多熱量，所以古代人便開始選用硝酸鈣進(jìn)行制冰。

他們首先制作一個大容器，隨后在中間摳出一個小容器，并將兩個容器都裝上水，大容器中還要加上硝酸鈣。而經(jīng)過一段時間我們就可以發(fā)現(xiàn)，小容器的水會慢慢凝結(jié)成冰，而大容器中的硝酸鈣會在凝固后重新出現(xiàn)。

但由于部分人群對于硝酸鈣并不能準(zhǔn)確識別，所以用硝酸鈣進(jìn)行制冰，存在一定的困難。最后古人通過反復(fù)試驗(yàn)和理論創(chuàng)新，他們發(fā)明了熱水造冰。

熱水造冰，單純從字面上來看，簡直就是異想天開，不具備可行性。但是在2000年前西漢時期著成的《淮南萬畢術(shù)》當(dāng)中，就提到了熱水造冰，書中這樣寫道：

“取沸湯置甕中，密以新縑,沈中三日成冰”

意思是將沸水放到陶器中，并用絲織的物品將其密封，隨后放置在深井中，三天之后就會結(jié)冰。

既然書中有所記載，想必在古代可能會有成功的案例。

當(dāng)科學(xué)家們對這些問題進(jìn)行探討時，洪震寰進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，而他首次得出的結(jié)果，是熱水造冰的方法不可行。

但在后期眾多科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn)中，趙虹君和侯宇德兩人得出的結(jié)果為成功，而且往后的實(shí)驗(yàn)證明，成功的幾率要比失敗的幾率大。所以，《淮南萬畢術(shù)》中記載的熱水造冰，其實(shí)具有一定的可行性。

熱水造冰的原理可以理解為，熱水中的分子結(jié)構(gòu)比冷水活躍，根據(jù)姆潘巴現(xiàn)象，溫度較高的液體會比同一條件溫度較低的液體的溫度下降的快。

其次，若冷卻的環(huán)境能夠始終保持相同溫度，那么溫度高的液體會降到低于冷卻環(huán)境的溫度，最終溫度低于液體結(jié)冰點(diǎn)時，會形成結(jié)冰的現(xiàn)象。

理論我們了解完之后，我們來大概復(fù)原當(dāng)時熱水造冰的過程。

首先將水進(jìn)行加熱，使其溫度達(dá)到100℃，并用絲織毛物品堵住瓶口，放到深井中。既然熱水的溫度已經(jīng)滿足，剩下就要對深井有嚴(yán)格的要求。

據(jù)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在開放的環(huán)境下，溫度越高，氣壓越低。而在密閉環(huán)境下，溫度越高，氣壓越高。其次，氣壓每升高1m，溫度只能降低0.006℃。

對于古代人來說，要想挖出一個溫度相對較低的井來說，確實(shí)會耗費(fèi)很多時間。而且在當(dāng)時的技術(shù)水平來說，具有相當(dāng)大的難度。

最后，我們都知道當(dāng)水的溫度達(dá)到0℃時，就會凝結(jié)成冰。所以古代選用熱水的原因，正是通過自己的實(shí)驗(yàn)和相應(yīng)的科學(xué)理論，從而證明了熱水造冰有一定的可行度。當(dāng)然，其間耗費(fèi)的時間和成本也是昂貴的。

如果選用冷水的話，可能不止三天，有可能過上一周的時間都不會出現(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)象。

了解完古代造冰技術(shù)后，我們來看當(dāng)今社會的造冰方法。最簡單造出冰的方法，就是將水倒入冰箱的模具中，等待即可。

這種制冰的方法，只存在于我們有冰箱的情況。相較于古代造冰方法而言，現(xiàn)代進(jìn)行了創(chuàng)新和研發(fā)。

而對于熱水造冰的現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)還原，世界上的科學(xué)家通過選用更高的科學(xué)儀器，運(yùn)用具有說服性的理論知識進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并在古人實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。

現(xiàn)代大多數(shù)的制冷機(jī)，都是通過工質(zhì)氣體液化來獲得低溫?zé)嵩矗M(jìn)而通過工質(zhì)液體化蒸發(fā)，吸收熱力量提供制冷。經(jīng)過科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，古代人之所以選用絲織來堵住甕口的原因，其實(shí)是因?yàn)榻z織存在的縫隙較多，我們暫時可以將其看做一個個小孔。

正是這些小孔的存在，能夠讓甕中的沸水所產(chǎn)生的高壓氣體，經(jīng)過小孔達(dá)到低壓的一邊，從而使得沸水可以在井中迅速降溫。

當(dāng)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)后，便將這一過程命名為節(jié)流過程，而實(shí)驗(yàn)的原理起名為焦耳-湯姆遜效應(yīng)。隨后，經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，將其運(yùn)用到現(xiàn)在的各項(xiàng)制冷科技當(dāng)中。

除了對以往古人制冰的方法進(jìn)行分析和創(chuàng)新之外，我們現(xiàn)在的制冰技術(shù)不僅方式多樣，而且消耗的成本也很低。

這里我們來說一說工業(yè)上的制冰方法。

首先選用的是鹽水，隨后將其放置在蒸發(fā)器，通過柱塞泵的自動調(diào)節(jié)，經(jīng)過過濾器的作用下，噴射水源，隨后蒸發(fā)室的溫度降低，凝結(jié)出冰面，并在切割技術(shù)的幫助下，將冰面切成均勻的小塊。這種方式是最節(jié)能的制冰技術(shù)。相對于古代的高投資造冰來說，是一個質(zhì)的飛躍。

了解了制冰技術(shù)之后，如何將冰完好的儲存起來，也是一件值得思考的事情。總不能像古代一樣，在需要冰的時候，還要等上三天，甚至最后制造出來的冰，還無處安放，或者還要費(fèi)力挖一個地窖出來。針對這樣的問題，人類在探索和實(shí)驗(yàn)中找到了答案。

以前的制冷原理，是利用保險展示柜冷卻水從主冷凝器頂部流出，混合蒸汽經(jīng)冷卻水淋曬后凝結(jié)，從而形成低溫度空間，方便食物冷藏和冰塊的儲存。

隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在的制冷技術(shù)也得到了改善。

首先是制冷劑吸收熱量蒸發(fā)成氣體，當(dāng)內(nèi)部機(jī)器溫度低于制冷劑的臨界溫度時，制冷劑就會液化，在這一過程中，會散發(fā)出大量的熱量到外界，從而使制冷劑的溫度變低。

一旦冰箱內(nèi)部的溫度過高時，制冷劑就會吸收，反反復(fù)復(fù)，最終達(dá)到保持恒溫的作用。所以，這也是我們在摸冰箱體外時會格外的燙手，而內(nèi)部卻保持低溫情況的原因。

而制冷原理除了能運(yùn)用在冰箱上以外，還可以運(yùn)用到空調(diào)上。空調(diào)的制冷原理，是制冷系統(tǒng)內(nèi)，制冷劑的低壓蒸汽被壓縮機(jī)吸入，并壓縮為高壓蒸汽后排至冷凝器。

通過軸流風(fēng)扇吸入室外空氣，將其輸送到冷凝器中，并帶走制冷劑放出的熱量，從而使得高壓制冷蒸汽凝結(jié)為高壓液體。

我們由此可以看出，空調(diào)和冰箱的制冷原理，是通過將熱量轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到內(nèi)部恒溫的效果。至于在古代，是由于科技的限制，只能將冰塊放到冰窖進(jìn)行保存。

值得一提的是，古人除了造冰實(shí)驗(yàn)以外，還有許多有趣的物理實(shí)驗(yàn)。

比如古代人也曾嘗試過飛行。在古書《漢書·王莽傳》中記載，有人為了飛行，將鳥類的羽毛進(jìn)行組裝，捆綁在手上，通過外力的助推和自己身運(yùn)動的情況下，將動能轉(zhuǎn)化為勢能，從而達(dá)到飛行的目的。

雖然實(shí)驗(yàn)最后以失敗告終，但其蘊(yùn)含的意義源遠(yuǎn)流長。因?yàn)樵诤笃诘难邪l(fā)當(dāng)中，空氣中存在氣流和壓強(qiáng)等因素，鳥類能夠在空中進(jìn)行飛翔的原因，是由于翅膀上下兩層之間氣流速度不同。

氣流越快，壓強(qiáng)越小，氣流越慢，壓強(qiáng)越大。所以，人類根據(jù)這一點(diǎn)，在往后的時間里，發(fā)明了飛機(jī)等科技。

再比如古代人為了緩解夏日的炎熱，將扇子進(jìn)行組裝，拼成一個圓形，并在中間固定一個長棍，方便其它扇子連接。最后經(jīng)過人力的作用下，產(chǎn)生出巨大的風(fēng)能，讓人倍感涼爽。這類扇子與孔明車有些類似，但孔明車是通過水的動能，從而方便農(nóng)業(yè)的灌溉。

這兩種實(shí)驗(yàn)和熱水造冰技術(shù)，都體現(xiàn)了古人的智慧，他們在有限的技術(shù)和空間里，通過自己的雙手，為以后的科技發(fā)展鋪墊了基礎(chǔ)。

在古代，人們發(fā)明了造紙術(shù)、指南針、火藥和活字印刷。它們的出現(xiàn)，推動著人類文明社會的快速發(fā)展。我們對這些發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)行創(chuàng)新，發(fā)掘內(nèi)部的原理，從而制造出，能夠?yàn)槿怂玫奈锲贰?/p>

在生活中，古人面對炎熱的夏天，他們沒有選擇忍受，而是通過實(shí)驗(yàn)和聰明的才智，發(fā)現(xiàn)了熱水造冰的方法。

熱水造冰從字面意思上來看，可行性確實(shí)不高，但是古人卻用自己的行動告訴了我們，熱水造冰的可行性。

我們有時候?qū)糯牡谝挥∠笫窃姼杷卧~、古詩文和四書五經(jīng)，對于科學(xué)上的研究和發(fā)明了解得相對較少。所以，如果單純地說古人只會讀文書，不會學(xué)理可就大錯特錯了。

最后，對于古代的發(fā)明創(chuàng)新，我們當(dāng)代人應(yīng)該秉承取其精華，取其糟粕的方式，合理地看待。