古代冰窖的制冰原理和储存方法 古代冰窖是怎么建成的


古代冰窖的制冰原理和储存方法 古代冰窖是怎么建成的

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古代人如何制冰??
提及古代制冰 , 我们首先会想到冰窖和硝酸钙 。 冰窖作为最简单的储冰方法 , 就是先找到在阴凉和温度较低的地方 , 打造一个地下室 , 随后派人进行冰块的开采 , 最后将其放置在地下室 , 并用树叶和稻糠等具有隔温作用的物体 , 覆盖在上面 。
但这样的方法 , 每年都会导致大量的冰块融化 , 所以开采的冰块数量极大 , 不仅耗时 , 还具有空间限制 。 为了解决这样的情况 , 古人也在不断创新 。 他们发现了硝酸钙在溶水时 , 会吸收很多热量 , 所以古代人便开始选用硝酸钙进行制冰 。
他们首先制作一个大容器 , 随后在中间抠出一个小容器 , 并将两个容器都装上水 , 大容器中还要加上硝酸钙 。 而经过一段时间我们就可以发现 , 小容器的水会慢慢凝结成冰 , 而大容器中的硝酸钙会在凝固后重新出现 。 但由于部分人群对于硝酸钙并不能准确识别 , 所以用硝酸钙进行制冰 , 存在一定的困难 。 最后古人通过反复试验和理论创新 , 他们发明了热水造冰 。
热水造冰?
热水造冰 , 单纯从字面上来看 , 简直就是异想天开 , 不具备可行性 。 但是在2000年前西汉时期著成的《淮南万毕术》当中 , 就提到了热水造冰 , 书中这样写道: “取沸汤置瓮中 , 密以新缣,沈中三日成冰” 意思是将沸水放到陶器中 , 并用丝织的物品将其密封 , 随后放置在深井中 , 三天之后就会结冰 。 当科学家们对这些问题进行探讨时 , 洪震寰进行了实验 , 而他首次得出的结果 , 是热水造冰的方法不可行 。
但在后期众多科学家们的实验中 , 赵虹君和侯宇德两人得出的结果为成功 , 而且往后的实验证明 , 成功的几率要比失败的几率大 。 所以 , 《淮南万毕术》中记载的热水造冰 , 其实具有一定的可行性 。
热水造冰的原理可以理解为 , 热水中的分子结构比冷水活跃 , 根据姆潘巴现象 , 温度较高的液体会比同一条件温度较低的液体的温度下降的快 。 其次 , 若冷却的环境能够始终保持相同温度 , 那么温度高的液体会降到低于冷却环境的温度 , 最终温度低于液体结冰点时 , 会形成结冰的现象 。 理论我们了解完之后 , 我们来大概复原当时热水造冰的过程 。
首先将水进行加热 , 使其温度达到100℃ , 并用丝织毛物品堵住瓶口 , 放到深井中 。 既然热水的温度已经满足 , 剩下就要对深井有严格的要求 。 据科学研究发现 , 在开放的环境下 , 温度越高 , 气压越低 。 而在密闭环境下 , 温度越高 , 气压越高 。 其次 , 气压每升高1m , 温度只能降低0.006℃ 。 对于古代人来说 , 要想挖出一个温度相对较低的井来说 , 确实会耗费很多时间 。 而且在当时的技术水平来说 , 具有相当大的难度 。 最后 , 我们都知道当水的温度达到0℃时 , 就会凝结成冰 。
所以古代选用热水的原因 , 正是通过自己的实验和相应的科学理论 , 从而证明了热水造冰有一定的可行度 。 当然 , 其间耗费的时间和成本也是昂贵的 。 如果选用冷水的话 , 可能不止三天 , 有可能过上一周的时间都不会出现结冰的现象 。

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