天天看点

2000年前中国古人怎么用热水成功造冰?这是困扰物理学家的难题

作者:你的名字使我久治不愈

导语

古代人在面对酷热难耐的夏日时,是如何消暑的呢?

肯定不像现代人可以享受空调和冰箱带来的舒适体验,古代人只能在家中做凉席坐着,或是到河湖中游泳消暑。

当然了,也有懂得自己动手制冰来消暑的智者。

那么古代人是如何通过制冰来消暑的呢?

一、古代人是如何制冰的。

古人的制冰方式也多种多样,有记载的就有冰窖和冰井等多种方式。

冰窖的制作方法也非常有技术含量,需要地下有河流湖泊,然后在夏季挖一些地下的“窖”,在窖里铺上硬土或是石灰等材料来防止渗水,再在上面铺上一层麦秸等有机材料来防止冰块直接接触土壤导致融化,而后再将窖中的冷空气利用地下河流带入窖中,然后将冰块放入窖中即可。

而冰井的制作方式则更为简单粗暴,只需要在地下挖一个井,然后在井下部分有河流的地方挖一条通道,让河水进入井中,并在井中形成一堵冰墙,这样就可以在冬季的时候将冰块挖出来用来制冰。

2000年前中国古人怎么用热水成功造冰?这是困扰物理学家的难题

当然了,这两种制冰方式都非常耗费人力,冰窖和冰井的制作也需要耗费大量的时间,古代大多数地方并没有河流湖泊,所以这两种方式也只有在部分地方才会出现。

除此之外,古人还有一种更加节约劳力的制冰方式,那就是用沸水制冰。

《淮南万毕书》中有一种记载,即是将水放入石盆中,然后将石盆放入烧水的锅内,烧开水后将石盆取出,倒出热水,此时石盆的底部就会结冰了。

这种方法是怎么做到的呢?

学者们对这种方法进行了实验,发现倒出热水之后石盆的底部会迅速降温,但是无法达到冰点,只有在降温过程中不断搅拌水,将水内的空气氧化,才能让水内的温度达到零度,然后形成冰块。

古人是如何做到这一点的呢?

由于在水中溶解的氧气随着温度的升高会释放出来,所以当沸水中溶解的氧气释放出来,就会吸收周围的热量,使得石盆底部的温度迅速降低。

那古人是如何将热水倒出的呢?

学者们通过实验发现,当水温达到八十五度左右的时候,会在一瞬间变得非常稀薄,所以倒出热水只需要很少的力气就能完成,但是此时的水温也会将石盆底部的温度带到六十度左右,而后就可以用搅拌的方式将水内的空气氧化,这样就能制作出冰块了。

2000年前中国古人怎么用热水成功造冰?这是困扰物理学家的难题

二、冰箱的工作原理。

那么冰箱又是如何将冷气释放到室内的呢?

冰箱内部的工作原理就类似于空调,有一个压缩机,通过电动机驱动压缩机运转,将制冷剂的压力提高,从而提高了制冷剂的温度,然后将制冷剂中的热气放到外部,而后通过散热器将热气散发出去,降低制冷剂的温度,同时产生了大量的冷气,通过冷凝器将制冷剂的温度降低,然后通过蒸发器让制冷剂在内部蒸发,从而吸收外部的热气,起到制冷作用。

冰箱的工作原理可以大致分为三个部分,一个是压缩部分,通过压缩机将制冷剂的压力提高,然后将热气散发出去,降低制冷剂的温度,同时提高了制冷剂的压力。

另一个就是散热部分,通过散热器让热气散发出去,降低制冷剂的温度,同时也能同时起到降温的作用。

2000年前中国古人怎么用热水成功造冰?这是困扰物理学家的难题

最后一个就是蒸发部分,通过蒸发器将制冷剂在内部蒸发,同时吸收外部的热气。

但是有的人会有疑问,那么冰箱是通过将制冷剂的热气散发到外部,然后通过蒸发器将制冷剂在内部蒸发,同时吸收外部的热气,那么这样室内的温度是不是不断升高呢?

这就涉及到一个物理原理,即热力学第二定律。

热力学第二定律是指热量不可能自行从较冷的物体传递到较热的物体,这就是说即使冰箱在内部能不断降温,但是散热器散发出去的热气并不会自动从较冷的地方流向较热的地方,所以整个室内的温度是不会有明显变化的。

但是冰箱在工作的时候会释放大量的热量,这些热量又会怎么处理呢?

一般冰箱都是将释放的热量通过散热器散发到外部,但是这些热量并不是都可以通过散热器散发出去的,有一部分热量会落在冰箱的外部,这就是为什么冰箱的外部会比较热的原因。

但是冰箱释放出去的热量又并不会流动到室内,所以冰箱内部的温度也是不会受到影响的,只是冰箱外部的温度会比较高。

三、冰箱的节能环保。

那么冰箱释放出去的热量又会对室内的温度产生影响吗?

一般来说,这种影响是非常微弱的,但是当室内的温度比较高,并且冰箱释放出去的热量又比较多的时候,冰箱内部的温度可能会比正常情况下高一些。

所以冰箱一般都是在通风的地方放置,这样就能更好地释放热量。

冰箱作为日常生活中经常使用的电器,虽然我们并不需要了解冰箱的工作原理,但是偶尔了解一下也是非常有趣的,冰箱只能保证室内的低温,而不能保证整体环境的低温,所以在夏日的时候开了冰箱之后,室内是凉快了许多,但是室外的温度却升高了许多。

2000年前中国古人怎么用热水成功造冰?这是困扰物理学家的难题

所以还是要和冰箱保持一定的距禿,而且冰箱也是需要定期清洁的,这样才能保证冰箱的使用寿命。

古人的智慧和创造力给我们带来了各种启发,虽然我们可以通过空调和冰箱更方便地制冷,但是古代人的制冰方式也是人类对自然现象认识的一部分,这些认识也是我们需要好好学习和保护的。

而且如今人们也提倡节能环保,那么对于电器的使用也要引起足够的重视,避免不必要的能源浪费。

结语

探讨古代制冰方法的同时,也不要忘记古代人对于自然现象的理解和利用,这对于我们人类科学发展历程有着重要的启示。

2000年前中国古人怎么用热水成功造冰?这是困扰物理学家的难题

对于现代科技的发展和使用,也需要更加科学合理地理解和利用电器的工作原理,避免不必要的资源浪费和环境污染。

继续阅读