硝石制冰的视频(硝石制冰法视频)

冰在当今社会已经是触手可及的东西,无论是炎热夏季解暑,还是制作食材清凉口感的辅料,都能发挥关键作用。相较现代以冰箱为代表的制冷机器,古代人们在夏季吃上冰应该绝无可能才对。

但是在2000多年前的春秋战国乃至西周时期,我们的祖先已经可以通过独特工艺制作冰,并且有完备的储存方法。那么到底古人如何在夏季制作冰,这里带大家见证他们的智慧!

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最早的制冰记载

中国古代记载中,最早出现储存冰的时间大约在公元前1000~前700年左右,那时中国处于西周时期。相关考古显示,当时人们会在每年12月开始储存冰块,具体方法是在不被太阳光直射的山岩上开凿洞穴,将自然形成的冰加工成块状,整齐的码放在洞穴中,待到夏天到来时再取出食用。洞穴中建有干燥系统和排水系统,会保持洞穴中的干燥,防止水溶影响冰块的保存。

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而真正出现人工“制作”冰块的记载,是西汉皇族的刘安及其门客编撰的《淮南万毕术》。书中写到:取沸汤置瓮中,密以新缣,沈中三日成冰。

这段话的意思是,古人制作冰的方法需要把水煮沸后立刻装进容器中,开口密封,最后把容器沉入深井之中,三天后取出里面的水就结成冰块了。

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古代制冰方法怎么解释

这种制冰工艺在古时科学探索者眼中一直存有疑惑,留下了大批相关记载,但是没有科学的解释。近代相关学者专家也对此兴趣浓厚。

著名科学家洪震寰先生曾经提出过“气压制冰”的假设。沸水注入容器中密封,并沉入温度较低的井水中,容器中温度骤降的同时因为热胀冷缩原理影响,水的体积也在下降,容器内气压降低,瓶内水的冰点随之提高,就不需要把温度降到0℃,从而在达到古人的制冰目的

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我们来根据科学数据来分析这一说法是否真实。水的沸点确实受气压影响,气压每降低1个点,水的沸点就会提升0.008℃。首先要说明的是这个影响实在太小了,我们把装水的密闭容器中的气体全部抽出,制造出真空状态,容器中水的沸点也仅仅上升了1℃左右。而外部环境的影响就更加不可能,夏天深水井中的温度确实很低,在海拔和气候理想的情况下,其温度可以低至4~5℃,这也难以达到让容器中水结冰的条件

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中国科技大学的物理学家李志超教授则认为,古人夏季制冰的原理是气体绝热膨胀降温,也就是焦耳-汤姆孙效应。通俗来讲,就是装有沸水的容器中,蒸汽通过细小的密封口缝隙时,会发生压力突变,从而引发容器内温度变化。举个例子,拥有自行车的朋友在给轮胎放气的时候,气门芯周围温度会急剧下降,更有甚者会出现冰结晶的现象。

这一说法和气压骤降的说法结合就显得科学得多。装满沸水的容器在沉入深井中后,其中水蒸气会迅速地带出容器中大量的空气,再加上容器内气压骤降,可以说近乎达到了真空状态,这样就可以制造出一定的冰。

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为了验证这种制冰方法是否真实,李志超教授指导其学生赵虹君硕士进行了相关制冰实验。取1升玻璃瓶装上少量水和温度计,密闭后煮沸,并迅速将玻璃瓶浸入冷水中,在一定时间后打开瓶口排除里面气体。实验观察到,瓶内水温在一段时间后确实下降到7℃,离制造真正的冰只有一步之遥。实验结果显示,如果古人制冰发放和步骤更加合理,深井等环境要求更加合适,很有可能会得到少量冰,但是需要大量的人力、物力,不是王公贵族估计很难得福享用了。

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中国何时开始普遍享受冰的

相对西周乃至西汉,无论国力还是民智都有很大的局限性,冰一般作为奢侈品被统治阶级和富有的人才能享受到。但是作为古代最为著名的唐宋时期,冰终于走进千家万户,成为夏天百姓降暑较为普遍的消费品。

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唐朝晚期,有人发现了硝石溶于水时,可以迅速吸收热量,让周围的物体上霜或结冰,进而发明了一套制冰方法。首先在大盆中盛满水,然后在水中放置小盆同样加满水,大盆水中放入一定量硝石,待硝石融化之后,小盆中的水就凝结成冰了。这种方法成本相对较低,并且使用的硝石可以提取重复利用,在民间迅速流传开来。宋代杨万里诗中曾经写到:帝城六月日卓午,市人入炊汗如雨。卖冰一声隔水来,行人未吃心眼开。就描述了市集上出现的夏日卖冰和行人买冰的情形。

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发展至元明清之后,百姓已经开发出一系列冰饮,如冰茶、冰果饮等,让炎热的夏天能够有增添一种消暑方式。

这里需要说明的一点是,硝石制冰方法有个缺陷,就是制造出来的冰非常细碎,很难形成冰块,保存时间非常短,仅仅能配制冰水而已。真正的有效制冰还是要等待冰箱的真正出现。

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冰箱的发明之前和之后

相较中国古人的智慧而言,其他国家因为文明发展较晚,环境更加特殊(四大文明古国中的三个位于气候更加炎热的地区),历史上更多是采用冰窖储存的方式保存冰,而没有出现像我国的2000多年前《周礼》记录储存冰,以及《淮南子》记载制冰的相似记录。

直到1873年,德国化学家卡尔·冯·林德设计了一台用蒸汽机为动力、氨为动力的冷冻机,才真正地解决了西方制冰的难题。他在之后进行了优化改进,小型化了冷冻机的体积,到1891年时,该冷冻机已经在德国和美国售出1200台。

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中国在40年代从美国进口了第一台电冰箱,从此走上了追赶发展的历程,1954年沈阳的一家医疗器械制造厂成功推出了国产第一台电冰箱,从此这种便利的制冰设备才走进国人的生活中。

中国的制冰历史足以让国人引以为傲,时代的脚步推动更先进便民的科技发展,我们应该秉承祖先的优良发明创造传统,在广阔的未来持续创新,保持强大的竞争力!

作者:旧时梦话 初审:丁孩儿 校稿编辑:W

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