2000年前中國(guó)古人熱水造冰？困擾物理學(xué)家多年，究竟是什么原理？

編輯|鯡魚罐頭

在科技發(fā)達(dá)的今天，制冰不過(guò)是動(dòng)動(dòng)手打開冰箱的小事。

然而，2000年前的中國(guó)古人，竟然能用熱水造出冰來(lái)。

這聽(tīng)起來(lái)如同天方夜譚，卻被明確記載于古籍之中。

沸水與冰塊，這兩個(gè)看似水火不容的事物，究竟是如何在古人的智慧下完成神奇轉(zhuǎn)換的？

這背后的真相，或許比我們想象中更加驚人。

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一、現(xiàn)在制冰的原理

在炎炎夏日，一杯加了冰塊的冷飲能瞬間驅(qū)散暑氣。

不過(guò)，你有沒(méi)有好奇過(guò)，這些冰塊是如何在冰箱里誕生的？

其實(shí)，現(xiàn)代制冰的原理就像一場(chǎng)微觀世界的神奇魔術(shù)，以常見(jiàn)的蒸汽壓縮式制冰為例。

一開始，制冷劑是低溫低壓的氣體，慵懶地在管道里游蕩。

這時(shí)，壓縮機(jī)出現(xiàn)，用力將制冷劑壓縮，使其變成高溫高壓的氣體，就像把蓬松的棉花揉成緊實(shí)的小球。

這個(gè)過(guò)程中，制冷劑的能量增加，溫度也急劇上升，緊接著來(lái)到冷凝器這個(gè)“大冰箱”。

在這里，它開始釋放之前被“壓縮”積攢的熱量，就像運(yùn)動(dòng)后大汗淋漓的你釋放身體的熱量。

隨著熱量的釋放，制冷劑逐漸冷卻，變回液態(tài)，乖乖地準(zhǔn)備進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)。

從冷凝器出來(lái)的液態(tài)制冷劑，壓力還很高，它來(lái)到膨脹閥，就相當(dāng)于“降壓站”。

膨脹閥精準(zhǔn)控制著制冷劑的流量和壓力，讓它瞬間降壓，變成低溫低壓的氣液混合態(tài)。

在這種情況下，溫度會(huì)降低，制冷劑的溫度也在這個(gè)過(guò)程中大幅下降。

最后，低溫低壓的制冷劑來(lái)到蒸發(fā)器。

蒸發(fā)器就像一個(gè)巨大的冰工廠，周圍環(huán)繞著需要被制冰的水。

制冷劑一接觸到水，就開始瘋狂吸收熱量，隨著熱量被不斷吸走，水的溫度越來(lái)越低，水分子也逐漸失去活力，開始聚集在一起，慢慢凝固成冰。

而吸收了熱量的制冷劑，又恢復(fù)成氣態(tài)，被壓縮機(jī)重新吸回去，開始新一輪的“熱量搬運(yùn)”之旅。

那么，當(dāng)現(xiàn)代人用冰箱輕松制冰時(shí)，兩千年前的古人正用一場(chǎng)“冰與火的魔術(shù)”對(duì)抗酷暑。

二、古代人智慧

《淮南萬(wàn)畢術(shù)》里那句“取沸湯置甕中，密以新縑，沉井中三日成冰”。

其實(shí)單看這個(gè)流程，倒也不難理解，可真上手制作就會(huì)發(fā)現(xiàn)，難度遠(yuǎn)超想象。

在制作過(guò)程中，工具的選擇尤其關(guān)鍵。

就說(shuō)選甕，必須得用粗陶材質(zhì)，因?yàn)榇痔毡谏喜紳M細(xì)密的孔隙，能起到很好的透氣作用，這可是后續(xù)步驟順利推進(jìn)的關(guān)鍵。

當(dāng)沸水倒進(jìn)甕里時(shí)，要冒著白汽趁熱封緊，再用麻繩捆牢，緩緩沉進(jìn)十幾米深的枯井。

不得不提的是，盛夏的井底也只有十來(lái)度，潮濕的空氣像一層冷毯子裹著陶甕。

緊接著，沸水蒸發(fā)得又快又急，生成的水汽拼命往絹布的孔隙外鉆。

可一撞上井里的冷空氣，瞬間就沒(méi)了“沖勁”，立刻凝成細(xì)小的霜花。

這個(gè)過(guò)程像極了夏天出汗時(shí)皮膚會(huì)發(fā)涼，水汽凝結(jié)時(shí)會(huì)帶走大量熱量，甕里的水溫也跟著一點(diǎn)點(diǎn)往下降。

等三天后把甕提上來(lái)，絹布上早已結(jié)了層薄薄的白霜。

一揭開絹布，甕底果然躺著幾塊帶著冰裂紋的冰塊，周圍還浮著細(xì)碎的冰碴。

清代學(xué)者戴震曾按古法復(fù)刻，結(jié)果甕里的水只涼成了“寒漿”，氣得他在筆記里吐槽“古人多夸張”。

直到2016年，中國(guó)科學(xué)院的團(tuán)隊(duì)用現(xiàn)代儀器模擬實(shí)驗(yàn)，才終于看到了冰碴。

這說(shuō)明，古人的記載不是神話，而是一套精密的“原始制冷系統(tǒng)”。

然而，當(dāng)時(shí)他們沒(méi)有冰箱，怎么把冰儲(chǔ)存的呢？說(shuō)出來(lái)你可能不信，這幫古人的操作，精細(xì)得能讓現(xiàn)代收納博主自愧不如。

三、如何儲(chǔ)存冰塊

儲(chǔ)冰第一步，得先挑塊好冰，《周禮》里說(shuō)，負(fù)責(zé)藏冰的“凌人”得在臘月出門。

其實(shí)，并不是所有冰都配被藏進(jìn)地窖，厚度不夠的不行，有氣泡雜質(zhì)的也不行，顏色發(fā)灰的更是直接淘汰。

就像現(xiàn)在人挑西瓜得敲敲拍拍，古人驗(yàn)冰也有講究，用青銅鑿子敲一下，聲音清脆的才是“冰中驕子”，悶乎乎的只能當(dāng)廢料。

最絕的是切割尺寸，必須是一尺見(jiàn)方的“標(biāo)準(zhǔn)冰磚”，太大了不好搬運(yùn)，太小了容易化，就像現(xiàn)在快遞打包得按規(guī)格來(lái)，古人早懂這個(gè)理。

另外，藏冰的“凌陰”（冰窖），堪稱古代黑科技。

你以為就是挖個(gè)坑？錯(cuò)了，這玩意兒講究得很。

首先得選在背陰的高坡上，這樣才能確保夏天不會(huì)被烈日直曬，其次深度要達(dá)到8米以下。

到了窖底，得先鋪一層木炭吸附潮氣，接著再墊上厚厚的稻草，那松軟的質(zhì)感，就像給冰塊鋪了層暖和的羽絨床墊，能牢牢鎖住低溫。

就這樣，冰塊層層碼好后，中間得夾稻草當(dāng)隔溫層，頂部蓋木板，再覆上一米厚的黃土，最后拍實(shí)成個(gè)小土包，只留個(gè)透氣孔調(diào)節(jié)“呼吸”。

這操作，比現(xiàn)在給冰箱貼密封條還嚴(yán)實(shí)。

考古專家測(cè)算過(guò)，這種冰窖到夏天開窖時(shí)，冰塊損耗率不到三成，比某些老式冰箱的保冷效果還好。

結(jié)尾

古人或許不懂熱力學(xué)公式，卻用最樸素的觀察，觸碰到了自然規(guī)律的脈搏。

那口沉入深井的陶甕，裝著的哪里是冰塊？分明是先民與天地對(duì)話的智慧。

不得不說(shuō)，沒(méi)有高科技，就靠土辦法和細(xì)心，硬是把冬天的清涼鎖進(jìn)地窖，熬過(guò)一個(gè)又一個(gè)酷暑。

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