科学|古代夏季的冰是哪来的?2000年前的热水制冰,是真是假?

冰块、冰棍、冰淇淋 , 这些冰饮是我们夏季所不可或缺的 , 它们陪伴着我们度过炎炎夏日 。
在现代科技的加持之下 , 想要在夏季获得冰块 , 并不是什么难事 , 只需要有一台电冰箱就可以了 , 然而用冰块来消夏并不是今人独创的 , 早在古代 , 便已经有了使用冰块消夏的传统 , 在一些宫斗剧中 , 我们时常能够看到炎炎夏日 , 一盆冰摆放在屋子的中间 , 几个宫女用扇子对着冰块扇风 , 以使屋内气温得以下降 , 那么古人所使用的冰块是哪里来的呢?我国古代夏季所使用的冰块通常有两种来路 , 第一种就是“储存冰” 。

科学|古代夏季的冰是哪来的?2000年前的热水制冰,是真是假?
夏季虽热 , 但也并不是什么地方都热 , 在一些高山洞窟和地下洞穴之中 , 就可以持续保持低温 , 而这些地方就被古人当成了天然的冷库 。
冰块在夏季是稀罕物 , 但在冬季却是十分易得 , 所以只需要在冬季开凿冰块 , 并将这些冰块储存到洞穴之中 , 便可以留到夏季使用了 。 后来 , 为了能够更好地储存冰块 , 古人便对这些地下洞穴进行了修缮 , 或者干脆人工挖掘专用的冰窖 。 不过“储存冰”并不是谁都用得起的 , 因为并不是谁都能拥有庞大的冰窖 , 能够用上“储存冰”的 , 一般都是王室贵胄 。 那么 , 普通人是不是就没有办法在夏季享受这一份清凉呢?也不是 , 可以用热水制冰 。 在没有现代化制冷工具的情况下 , 古人是如何使用热水制冰的呢?即便是现在 , 中国古人的热水制冰仍然是物理学界存在争议的问题之一 。

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西汉时期所著的《淮南万毕书》用一句话记载了古人制冰的方法 , 原文如下:“取沸汤置瓮中 , 密以新缣 , 沈中三日成冰” , 就是说将热水放在瓮里 , 用布料密封起来 , 在井中放三天就可以结成冰块了 。
《淮南万毕书》中的记载 , 乍一看是非常荒谬的 , 因为它不符合基本的物理学原理 , 想要结冰 , 温度就必须要降到0度以下 , 井中虽然清凉 , 可距离0度还差得远 , 既然井中的温度都没有达到0度 , 放在井里的瓮中之水怎么可能冻成冰块呢?

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科学家们很快想到了一个物理学效应 , 那就是“焦汤效应” , 当气体穿过一个多孔性物质时发生了不可逆的绝热膨胀 , 就会导致温度的急剧变化 。
通俗一点来讲 , 就是除去氢和氦以外的多数气体 , 在节流膨胀后 , 温度会下降 , 产生制冷效应 。 根据《淮南万毕书》的记载来看 , 用来进行密封的布料就可以算是一个多孔性物质 , 而热水制冰也与焦汤效应有着密切的关系 。

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