
冰箱為我們提供了方便的食物保存方式和冷飲享受。但在古代,沒有電力和現代制冷技術的條件下,人們是如何制冰的呢?今天,就讓力力帶你領略古人的智慧,了解一下古代制冰的三種獨特方法:冬冰夏用、最原始的制冰劑和熱水制冰法。
據《周禮》記載,周王室為保證夏天有冰塊使用,專門成立了相應的機構管理“冰政”,負責人被稱為“凌人”。每年大寒季節,古人就開始鑿冰儲藏,他們認為這時的冰塊最堅硬,不易融化。他們將采自水質好的地方的冰塊藏到預先準備好的冰窖里。冰窖都建在陰涼的地方,深入地下,在地面上鋪好新鮮稻草和蘆席,把冰放到上面之后再覆蓋稻糠、樹葉等隔溫材料,然后密封窖口,待次年使用。
最原始的制冰劑———硝石
除了利用自然冰源,古人還嘗試通過化學物質來制冰。在古代,人們發現了某些物質在溶解于水時會吸收大量熱量,導致周圍環境溫度下降的現象。在唐朝末期,人們在開采硝石(化學名稱叫硝酸鈣)時偶然發現,硝石溶于水時會吸收大量的熱,能使周圍的水降溫直至結冰。于是他們將水放入罐內,取一個更大的容器,在容器內放水,然后將罐子放在容器內,并不斷地在容器中加入硝石,結果罐內的水結成了冰。
熱水制冰法
熱水制冰法聽起來似乎有些矛盾,但實際上是一種基于物理原理的有效制冰方法。這種方法的關鍵在于“過冷”現象,即液體在達到冰點以下的溫度時仍然保持液態的狀態。
西漢時期的一本名為《淮南萬畢術》的書里,記載了一種“熱水制冰”的辦法:取一些燒開的熱水,將其放進陶罐之中,然后用絲織品將陶罐密封,隨后再將這個裝有沸水的陶罐放置在深井之中,三天后就可能得到冰塊。現代的科學家解釋了其中的原理,即利用了熱水中的水分子比冷水中的水分子活躍的特性,在同一條件溫度下,溫度較高的液體降溫的速度比溫度較低的液體降溫的速度快。這也就是每年冬天美哭眾人的“潑水成冰”現象背后的原理。
從冬冰夏用的巧妙儲存,到利用化學物質的溶解熱,再到熱水制冰法的精細操作,這些方法不僅解決了古人的冷藏需求,更為現代制冷技術的發展提供了寶貴的啟示。
來源:力學科普微信公眾號(節選)