怎样才能快速的把冰变成水(西汉末年，古代人如何用热水制作“夏造冰”？困扰科学家很多年)

Posted 2023-05-26

篇首语：最关情，折尽梅花，难寄相思。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了怎样才能快速的把冰变成水(西汉末年，古代人如何用热水制作“夏造冰”？困扰科学家很多年)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

水在零摄氏度下会结冰，这是当代小学生都知道的生活常识，尤其在冬天，由于室外温度太低，所以经常会出现结冰的情况，包括在夏天，有了冰箱的发明，都能制造冰块，但在几千年前的技术不先进的古代，夏天也有人们使用冰块。

在纪录古代的历史文献以及各种书籍中就曾提到过“夏造冰”技术，这是一种用热水去制冰的技术，虽然用热水制造冰听起来就很不可思议，但是不得不承认古人确实很有智慧。

古人的冰都是从哪来的？

我国古代夏季要想有冰块使用一般有两种方法，第一种就是储存冬季的冰，冬天温度低，非常容易得到冰块，夏季虽然温度高，非常热，但在一些高山洞窟或者地下洞穴中，温度就比较低，于是就可以将冬天收集到的冰块储存到这些地方，以供夏天使用。

为了更好储存冰块，古人还经常对高山洞窟以及那些地下洞穴进行修建，或者建造人工冰窟专门用来储存冰块，往往花费巨大，而且冰块也会融化不少，幸存的冰块并不多，因此在古代并不是人人都能用上储存的冰块的。

第二种办法就是夏天制造冰块，有很多人都在想，古人不仅没有冰箱或者冷柜之类的工具，也没有现在的技术先进，怎么能在夏天制造冰块呢？

西汉时期的《淮南完毕术》最早记录了“夏造冰”，这是一种用热水制冰的技术，以此来满足人们的用冰需求。

除此之外，还能用硝石来制冰，首先准备一大盆水，在大盆中还要准备一小盆水，然后将其放在密闭的空间中，再往大盆中不断加入硝石，利用硝石溶于水会吸收大量的热，使水温降低从而得到冰。

在《淮南万毕术》中就记载了“夏造冰”的方法，简单来说是用热水来造冰，首先将沸水放置在瓶子中，再将瓶口给密封上，最后将其沉入井底，三天后就会生成冰。

到了现代，我们已经能发现在古人的“夏造冰”中蕴含着物理知识，利用的是在气压低的地方，水的冰点会升高的原理。

对此，有学者认为，井底虽然比较深，气压较低，可古代井的深度也不可能达到几百米，因此利用气压降低，冰点最多只能提高1摄氏度左右。

于是有学者提出了“焦汤效应”，指能够通过多孔物质发生的不可逆绝热膨胀而导致温度骤降的现象，古人密封瓶口时，选用的是丝织，缝隙多，这样沸水所产生的高压气体通过这些缝隙达到低压一方，使沸水能够迅速降温。

针对“焦汤效应”，学者李志超还设计了一个实验，实验开始时，温度确实下降的非常快，但是之后温度下降的就比较慢了，而且并没有得到冰，当时这个实验还产生了很大的影响。

之后又经过多次实验，才证明了“夏造冰”的可行性，但是要求的条件非常苛刻，技术难度极大，而且制造出的冰还非常少，可是我们不得不佩服古人的智慧。

水在零摄氏度下会结冰，所以很多人都认为冷水制冰好，但是事实真的是这样吗？根据研究发现，在一定条件下，热水变成冰的速度其实要比冷水快，这一现象被称为“姆潘巴现象”，是在20世纪30年代由姆潘巴发现的，指的是在相同体积、相同质量以及相同的冷却环境下，温度较高的液体要比温度较低的液体先结冰。

对此，还有人给出了合理的解释，认为冷水中更容易溶解气体，热水溶解气体较少，更容易形成对流，另外，热水与冷水相比，更容易变成水蒸气挥发出去，散热条件好，水分又较少，因此热水比冷水更容易冷却变成冰。