炎热的酷暑又来了,对于我们现代人来说,用冰箱制造冰块,轻而易举就能实现冰块自由,喝奶茶加冰、喝可乐也要加冰,总之在炎热的夏季,冰块已经是必不可少了。

但是,你可否考虑过这样一个问题?那就是我们的祖先一没有空调风扇,二没有冰箱制冰,那么他们又是怎样度过那些炎炎夏日的呢?

如果你认为我们的祖先在夏季就只是纯挺硬抗,那你就是真的小瞧我们祖先的智慧了。虽然古人没有现代的科学技术。

但是,事实上,古人不仅会制冰,而且还会用滚烫的沸水制冰。这其中的原理,就连我们的物理学家也曾被困惑了多年,那么,这到底是怎么一回事呢?

热水制冰是怎么做的?

其实,距今两千多年的“夏造冰”技术,被详细记载到了史册当中,这项古法制冰技术对室内外温度、气压以及密封性的要求都极为严格。

要想用热水制冰,首先他们需要的就是一个事先挖好的地窖,并且这个地窖还需要足够的深,来使得室内外温度分明。地窖准备好之后,他们就会使用一个又浅又大的容器,类似于陶瓷罐子或者木桶这样的器皿,来盛装热水。

装满热水之后,他们就会把这些器皿放入地窖中,等水慢慢的冷却。这还没完,并不是只需要添这一次热水就能满足制冰的条件。

而是在第一次热水下地窖之后,很长一段时间,都需要不断地往这些容器中灌热水,长此以往,水温就会逐渐的降到冰点以下。再经历一个漫长的过程之后,起初倒进器皿中的沸水,就会慢慢结晶成冰了。

在看完古人热水制冰的方法后,你是不是也感到一头雾水,甚至对此感到怀疑呢?难道就这样一直加热水,反复让水降温就能成冰了?实际上,“夏造冰”背后蕴含的原理,用我们现代科学解释并不复杂。

热水制冰有什么科学依据?

其实,古人的热水制冰无非就是利用水的蒸发冷却效应。也就是随着水分的蒸发,周围的温度也在随之降低,这一原理在我们如今的日常生活中依然很常见。

比如,你肯定见到过在没有空调的室内,有人会在屋子里喷一些水雾,或者是往地上撒一些水,这些生活中常见的现象,运用的就是水的蒸发冷却。

在古代那个没有空调和风扇的年代,古人为了纳凉,也是运用了很多的聪明才智。在制冰的过程中,古人会先找一个又大又浅的容器,通常所选取的器具就是陶瓷瓮或者是木桶。

接着,往容器中注入热水,等灌满热水之后,就将这一容器给放到阴凉的地方,然后静等奇迹的发生。

当容器中的热水的热量,被周围的环境所吸收之后,热水的表面就会被蒸发出去,其中一部分变成了水蒸气。

就这样保持让容器中的热水处于一个持续蒸发的状态,水一旦变凉了,就往里面继续增添热水,直到盆中的水的温度下降到冰点之下,这样一套流程下来,你就能够在炎热的古代收获一盆冰凉的冰块。

当然了,为了提高制冰的效率,古人还会在热水中倒入食盐,以增加水的熔点。然后再将装满热水的容器放在温度更低的地下室或者是地窖中。

在这一过程之中,聪明的古人就是运用到了和周围的环境进行热交换的原理。

除此之外,古人还会使用冷却剂,当然了,古代的冷却剂肯定不像现代的这样高效,古代的冷却剂常是食盐和石碱等。

像上文所说的,在热水中放入食盐,增加热水的熔点,其实也就是使用冷却剂的一种方式。将石碱放入热水中,也能够起到和食盐一样的作用,都能够吸收热水中的热量,使得热水加速冷却。

当然,在使用冷却剂的过程中,也要注意冷却剂与热水的比例。适量的冷却剂能够加速热水的冷却,但若是加的多了,则会起到适得其反的效果。

这样一看,你是不是觉得咱们的老祖先实在是聪明绝顶,早在几千年前,就已经会运用科学的方法进行制冰纳凉了,实在是让后人不得不感叹一句,实在是高!

现代制冰技术有哪些?

说完了古代的制冰技术之后,再让我们一起来看看现代的制冰技术有哪些。

首先,先来看看在2022年北京冬奥会上使用的一项制冰黑科技,那就是使用二氧化碳进行制冰,这一制冰技术能够打造“最快的冰”。

在北京冬奥会上,我国首次使用温室气体二氧化碳跨临界直膨全热回收方式进行制冰,在奥运会上速滑馆的跨临界直冷制冷热力循环系统内,冰面下的液态二氧化碳蒸发吸热,进达到制冷的效果。

在这一过程中,水变成了冰,而气态的二氧化碳则经过压缩机的压缩,变成了具有巨大能量的超临界状态,然后再通过冷凝过程来释放热量,最后膨胀会液态的状态循环到冰面之下。

要知道,咱们这一技术可是目前世界上最为先进、最为环保的一项制冰技术。不仅碳排放量大大减少,而且制冰的效能还大大提高,简直把那群老外都给羡慕坏了。

其次,就是传统的使用氟利昂制冰。像之前的冰箱,之所以能够一打开冰箱门就是一股冷气吹来,靠的就是氟利昂这一制冷剂的运用。

在氟利昂制冷的过程中,氟利昂进入到冰箱中的蒸发器中,通过吸收里面空气的热量而不断的汽化,进而使得冰箱内的温度降低,达到制冷的效果。

不过,氟利昂这一制冷剂会在制冷的过程中,对大气臭氧造成严重的破坏,因此在2020年的时候,我国已经全部取消了氟利昂制冷剂的使用。

现在,我们所使用的制冷剂是另一种名为R410A的制冷剂。

这种R410A的新冷媒,是一种混合制冷剂,它是由二氟甲烷和五氟甲烷组成的混合物,是一种新型的环保制冷剂。在使用的过程中,并不会破坏臭氧层。

因此,也在目前的空调、商用制冷中被广泛的应用。

综上所述,现代的制冷技术多是体现在不同制冷剂的选择上,像北京冬奥会使用的二氧化碳制冰,采用的就是更加环保低碳的制冷剂。

说了这么多,屏幕前的你对于制冰原理是否有了更加清楚的了解呢,欢迎在评论区里告诉我们。

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