現在我們的生活已經非常的便利了,古代生產技術不發達,總讓我們留一個印象,覺得他們夏天是見不到冰的,甚至古人算得上是愚昧的,但事實並不是如此。
2000年前中國人就已經開始用開水造冰了,只是經歷多年方法已經失傳,直到後來現代科學家還原真相。
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聰明的古代人
現在天氣炎熱的時候,人們可以透過冰箱空調來降溫消暑,在古代的時候人們也有專用的降溫消暑的方法,會在冬天的時候儲存冰塊,在夏天的時候拿出來放進冰鑑裡,保鮮冰鎮食物,或者用於降溫。
冰鑑和如今的冰箱有著一樣的效果,最初採用青銅器製作,明朝時期還出現了木質的冰鑑,可以讓冰融化之後的水流出來。古人還發明瞭天然的空調,利用水車將水車到建築物的頂端,透過水流的迴圈降低室內的溫度。
古人的聰明才智不僅體現在這些地方,他們還可以在夏天造冰。
開水造冰
這種方法在2000年前的漢代就已經出現了,而且有了詳細的記載,它們還將這種夏天製造出來的冰起了個專有的名字叫做夏造冰,《莊子》這部書中就有記載,當時只是提到了這個名詞,到了漢朝在《淮南子》中提及了它的製作方法,說起來非常簡單,就是準備一個大甕,然後放在火上,將甕裡的水燒至沸騰。
然後用密實的布條將其密封放進井中,三天之後就可以造出冰。雖然提及了過程,但非常的簡略粗糙,人們在思考之後並不能得知其中的原理,不能很好的還原出夏造冰。
這讓後人非常好奇,透過史料的查詢卻發現這一秘方已經失傳,根本沒有更加詳細的記載。唐朝時候也有書籍提到了夏造冰,那時人們用的方法和淮南子記載十分相似,只是並不是將它扔在水井裡,而是扔在山澗水底利用溫差製造出冰。
無數科學家們紛紛展開探索,希望能夠揭開背後的秘密。因為難以得知背後理論,甚至有人懷疑這一記載的真偽,懷疑古代人不可能用熱水製造出冰。一旦我們後人能夠還原出這一過程。
也可以證明我國的造冰技術比1775年的西方科學家使用乙醚製冰更加早,也可以顯示古人的聰明才智。
還原真相
後代科學家起初認為是透過燒熱水之後導致甕內的氣壓降低,再將其放到井水中,水裡的氣壓比較低,相應的冰點也會有所降低,這樣會不會更容易結冰?但經過反覆實驗發現在扔進井水中之後。
氣壓降低後冰點最多也只提高了不到1攝氏度,也就是說原本結冰大概是在0度左右,放進井水中也只是將冰點從0度提高到了1度,根本沒有辦法制造出冰。後來又有科學家猜測,這一過程可能是用到了湯姆孫效應。
在史書記載中先是準備一個巨大的甕,我們國家的甕也非常特殊,他的肚子非常大,但是口非常小,起初往裡邊放的水可能並不是很多,燒沸騰之後依然不停火,連續加熱讓甕裡面充滿了水蒸氣。
這時再用密實的布條將其密封,隔絕了與外界氣壓的溝通,然後扔到深井裡面,夏天的時候一些比較深的水井,內部溫度幾乎也都在10度以下,隨著氣溫的瞬間降低內部氣壓與外部的水壓會產生落差。
甕內水蒸氣變成水,壓內部氣壓接近真空,取出的過程中,隨著減壓導致內部溫度下降,是有可能出現冰的。後來也有人進行了模擬實驗,並沒有將其扔進水井中,而是透過溫度計的顯示,經過實驗後發現水溫確實可以下降1~2度。
科學家也推測淮南子中記載的水井溫度可能在3~4度左右,如果嚴格控制甕中的水量,其實是可以得到一些冰的,只是這些冰的數量會非常少。古人在記載這一過程的時候,還提到製造夏造冰,必須先將甕中水燒開。
就是因為他們已經理解到在低壓過程中,水汽蒸發會吸收熱量導致溫度下降,而在溫度下降之後就可以成功製造出夏造冰了,所以後人研究發現只要空氣中溼度小,井內的溫度低。
甕足夠大,裡邊的水又比較少,將其進行嚴格的密封是可以製作出夏造冰的。
結語
經過後世科學家的研究已經揭秘了這個過程,我國古人非常的聰明,在多年前已經可以用開水來造冰了,透過這一過程的還原也讓我們看到了古人的智慧。
到了唐朝末年的時候,人們更是開始使用硝石來造冰,硝石成本更低,這也讓普通百姓都用得起冰了。