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2000年前中國古人怎麼用熱水成功造冰?這是困擾實體學家的難題

作者:你的名字使我久治不愈

導語

古代人在面對酷熱難耐的夏日時,是如何消暑的呢?

肯定不像現代人可以享受空調和冰箱帶來的舒适體驗,古代人隻能在家中做涼席坐着,或是到河湖中遊泳消暑。

當然了,也有懂得自己動手制冰來消暑的智者。

那麼古代人是如何通過制冰來消暑的呢?

一、古代人是如何制冰的。

古人的制冰方式也多種多樣,有記載的就有冰窖和冰井等多種方式。

冰窖的制作方法也非常有技術含量,需要地下有河流湖泊,然後在夏季挖一些地下的“窖”,在窖裡鋪上硬土或是石灰等材料來防止滲水,再在上面鋪上一層麥稭等有機材料來防止冰塊直接接觸土壤導緻融化,而後再将窖中的冷空氣利用地下河流帶入窖中,然後将冰塊放入窖中即可。

而冰井的制作方式則更為簡單粗暴,隻需要在地下挖一個井,然後在井下部分有河流的地方挖一條通道,讓河水進入井中,并在井中形成一堵冰牆,這樣就可以在冬季的時候将冰塊挖出來用來制冰。

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當然了,這兩種制冰方式都非常耗費人力,冰窖和冰井的制作也需要耗費大量的時間,古代大多數地方并沒有河流湖泊,是以這兩種方式也隻有在部分地方才會出現。

除此之外,古人還有一種更加節約勞力的制冰方式,那就是用沸水制冰。

《淮南萬畢書》中有一種記載,即是将水放入石盆中,然後将石盆放入燒水的鍋内,燒開水後将石盆取出,倒出熱水,此時石盆的底部就會結冰了。

這種方法是怎麼做到的呢?

學者們對這種方法進行了實驗,發現倒出熱水之後石盆的底部會迅速降溫,但是無法達到冰點,隻有在降溫過程中不斷攪拌水,将水内的空氣氧化,才能讓水内的溫度達到零度,然後形成冰塊。

古人是如何做到這一點的呢?

由于在水中溶解的氧氣随着溫度的升高會釋放出來,是以當沸水中溶解的氧氣釋放出來,就會吸收周圍的熱量,使得石盆底部的溫度迅速降低。

那古人是如何将熱水倒出的呢?

學者們通過實驗發現,當水溫達到八十五度左右的時候,會在一瞬間變得非常稀薄,是以倒出熱水隻需要很少的力氣就能完成,但是此時的水溫也會将石盆底部的溫度帶到六十度左右,而後就可以用攪拌的方式将水内的空氣氧化,這樣就能制作出冰塊了。

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二、冰箱的工作原理。

那麼冰箱又是如何将冷氣釋放到室内的呢?

冰箱内部的工作原理就類似于空調,有一個壓縮機,通過電動機驅動壓縮機運轉,将制冷劑的壓力提高,進而提高了制冷劑的溫度,然後将制冷劑中的熱氣放到外部,而後通過散熱器将熱氣散發出去,降低制冷劑的溫度,同時産生了大量的冷氣,通過冷凝器将制冷劑的溫度降低,然後通過蒸發器讓制冷劑在内部蒸發,進而吸收外部的熱氣,起到制冷作用。

冰箱的工作原理可以大緻分為三個部分,一個是壓縮部分,通過壓縮機将制冷劑的壓力提高,然後将熱氣散發出去,降低制冷劑的溫度,同時提高了制冷劑的壓力。

另一個就是散熱部分,通過散熱器讓熱氣散發出去,降低制冷劑的溫度,同時也能同時起到降溫的作用。

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最後一個就是蒸發部分,通過蒸發器将制冷劑在内部蒸發,同時吸收外部的熱氣。

但是有的人會有疑問,那麼冰箱是通過将制冷劑的熱氣散發到外部,然後通過蒸發器将制冷劑在内部蒸發,同時吸收外部的熱氣,那麼這樣室内的溫度是不是不斷升高呢?

這就涉及到一個實體原理,即熱力學第二定律。

熱力學第二定律是指熱量不可能自行從較冷的物體傳遞到較熱的物體,這就是說即使冰箱在内部能不斷降溫,但是散熱器散發出去的熱氣并不會自動從較冷的地方流向較熱的地方,是以整個室内的溫度是不會有明顯變化的。

但是冰箱在工作的時候會釋放大量的熱量,這些熱量又會怎麼處理呢?

一般冰箱都是将釋放的熱量通過散熱器散發到外部,但是這些熱量并不是都可以通過散熱器散發出去的,有一部分熱量會落在冰箱的外部,這就是為什麼冰箱的外部會比較熱的原因。

但是冰箱釋放出去的熱量又并不會流動到室内,是以冰箱内部的溫度也是不會受到影響的,隻是冰箱外部的溫度會比較高。

三、冰箱的節能環保。

那麼冰箱釋放出去的熱量又會對室内的溫度産生影響嗎?

一般來說,這種影響是非常微弱的,但是當室内的溫度比較高,并且冰箱釋放出去的熱量又比較多的時候,冰箱内部的溫度可能會比正常情況下高一些。

是以冰箱一般都是在通風的地方放置,這樣就能更好地釋放熱量。

冰箱作為日常生活中經常使用的電器,雖然我們并不需要了解冰箱的工作原理,但是偶爾了解一下也是非常有趣的,冰箱隻能保證室内的低溫,而不能保證整體環境的低溫,是以在夏日的時候開了冰箱之後,室内是涼快了許多,但是室外的溫度卻升高了許多。

2000年前中國古人怎麼用熱水成功造冰?這是困擾實體學家的難題

是以還是要和冰箱保持一定的距禿,而且冰箱也是需要定期清潔的,這樣才能保證冰箱的使用壽命。

古人的智慧和創造力給我們帶來了各種啟發,雖然我們可以通過空調和冰箱更友善地制冷,但是古代人的制冰方式也是人類對自然現象認識的一部分,這些認識也是我們需要好好學習和保護的。

而且如今人們也提倡節能環保,那麼對于電器的使用也要引起足夠的重視,避免不必要的能源浪費。

結語

探讨古代制冰方法的同時,也不要忘記古代人對于自然現象的了解和利用,這對于我們人類科學發展曆程有着重要的啟示。

2000年前中國古人怎麼用熱水成功造冰?這是困擾實體學家的難題

對于現代科技的發展和使用,也需要更加科學合理地了解和利用電器的工作原理,避免不必要的資源浪費和環境污染。

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