在1000多年前的夏天,古人就已經掌握了精湛的制冰工藝,其中不僅可以做到将前年冬天的冰塊存儲到來年的夏天使用,還在炎熱的夏季通過使用熱開水制造冰塊更是颠覆的存在。按照一般情況下,采用冷水制冰不僅效果好,結冰速度會更快,基本上沒人會蠢到用熱水來制造冰塊。
不過在1000年前,用熱水制造冰塊的工藝是真正的存在,并非空穴來風,最早可追溯到2000多年前的西漢時期。在淮南完畢書裡面就記載了夏造冰,這其中就是采用熱水制冰工藝。可見夏季熱水制冰并非空穴來風,而是真實存在。那麼,2000多年前的熱水制冰工藝,古人究竟是怎麼做到的呢?又是通過什麼方法将冬天的冰塊囤積起來放到來年夏天使用的呢?反觀現代制造冰塊的方法,隻需要借助家裡的冰箱,一頓傻瓜式的操作就能輕松搞定。如果用冷水放入冰箱出冰的時間是相當的快,而是用熱開水制冰時間相對來說會更加久,所以更不會有人用熱水放入進行結冰,日常做出的冰塊不僅小巧,晶瑩剔透。
而且融化的速度也是非常之快,想要将冰塊從冬季保存到夏季,這是沒有任何的可能性,但在2000年前的古代,卻能輕松在夏日使用冬天存儲的冰塊,其中用到的是冰窖儲存的冰塊,是古人最流行的儲存方式。
他們修建冰窖的地方是無法受到陽光照射的陰寒之地,會在冬天采集大量的冰塊運入到地窖,堆疊好冰塊,為了減少冰塊溫度的流失,會在冰塊上面蓋上草席,最後将冰窖的出口密封起來。如此一來,這些冰塊便能保存一部分,到來年的夏天避暑使用。那麼這些冬天的冰塊又是從哪裡弄來的呢?根據周禮中記載,每當到了寒冬臘月,河面結冰之時,就會派人尋找水質好的區域,将其鑿成冰塊,拖回宮中,放入冰窖存儲到夏天使用。這些冰塊經過漫長的時間,随着氣候的漸漸上升,會減少地窖中的冰塊數量減少一部分,到了夏季也隻剩下很少的一部分。
從這裡可以看出,在古代,要想夏天有冰塊,就必須要采集大量的冰塊來保存。這種方法雖然行得通,但是耗費人力物力的弊端相當明顯,人們便不滿足于單靠儲存冰塊的方式,而是不斷探索新的冷卻工藝。随着不斷的摸索和發現,越來越多的治病方式被發現,其中用熱水制冰最終被發現,也被稱之為夏造冰,不僅是最原始的制冰工藝,還是一種十分罕見的技術。
從淮南萬畢術有關人工制冰的記載中得知,隻要将廢水用棉條、蜜蜂到甕中後靜止放入井中三天,便可以得到自己想要的冰塊。這樣史料記載着的工藝也吸引了科學家們的注意,他們開始尋找存在的證據和理論,并以此開始實驗。最終,越來越多的猜想和事實發生沖突,讓他們無從下手。那麼,備受争論的熱水成冰到底能不能實現呢?
為了解開這一奧秘,現代物理學家們紛紛出戰。早期的洪震寰先生認為,結冰的原因取決于氣壓的變化,而變化隻要氣壓越低,它的理論依據是,氣壓越低,使用水結冰的溫度也就越高。但是往往實驗中還是存在非常大的限制,所以給十堰帶來了很大的困境,并且無法在現有的基礎之上去徹底解決實驗中碰到的實際難處,從而讓古代熱水成冰的工藝再一次被披上了迷霧。
索幸的是,後來的趙紅軍通過李志超的指導之下,通過多次造兵實驗,最終得出了古代造兵方法和通過絕熱膨脹讓氣體降溫的有關結論,為熱水制冰提供了新的突破口。有關熱水造冰的疑難問題由此陸續展開研究。經過源源不斷地探索鑽研,最終在雷志華教授解釋下,要想用熱水制造冰塊,對條件非常苛刻,不僅要在相對濕度低于26%的環境下,還要保證空氣的溫度在20攝氏度左右貯存水的問題所使用的容積在100升左右,唯有以上三者均滿足才可以得到冰塊,且實際結冰量由于熱量交換會遠遠小于理論結冰量,實際得到的冰塊少之又少。雖然沸水結冰的可行性得到了一定的解釋,但是必須具備嚴苛的條件兒,這也說明了熱水制作冰塊在古代比較少見。
不過既然古籍中有所記載,夏造冰并非空穴來風,可能還需要我們進一步研究,才能真正發現古人用熱水制作冰塊的奧秘,畢竟這中間隔着年的時間差距。雖然在古代冰塊比較稀缺,一些達官貴族才能輕松搞到冰塊,那麼普通老百姓是怎麼制冰的呢?
根據唐朝末期的新發現,将硝石放入水中,水中的熱能量被消蝕快速吸收,常溫下的水就會迅速冷凍結冰,這種簡單有效的方式很快就被廣為傳播和應用,硝石制冰法應運而生,讓普通人也有了更好的治病方法出現在古代。夏日街頭的冰塊不僅是古人智慧的象征,也是他們長期不畏艱難,敢于通過自己的智慧來改善現有的物質條件。古人探索的智慧不禁讓人感歎。
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