開水可以放冰箱里面冷卻嗎(開水能直接放冰箱里冷卻嗎)

發(fā)布日期：2023-02-05 09:54:59 瀏覽：

前沿拓展：

前言

我們在看電視劇《延禧攻略》的時候，除了會暗嘆魏珞櫻的爽劇行為，還會驚訝于在炎熱的夏日里宮廷貴族們也有著非常炫酷的避暑方式。

比如在古代還沒有通電，還沒有家用電器這種概念的時候，皇室就已經(jīng)有了一種高端操作，夏日造冰。

而劇中乾隆皇帝就出現(xiàn)過一邊閱讀書籍一邊飲用冰茶而腹部絞痛的情況。

當(dāng)然，夏日造冰清朝并非開端，就連在宋代宋徽宗也出現(xiàn)過類似的情況。當(dāng)時讓太監(jiān)萬分緊急召喚太醫(yī)，結(jié)果太醫(yī)也看不出個所以然來，后來請來了一位民間醫(yī)師楊介，大夫一號脈就給出了病因：“皇上，您這是冰吃多了，傷到腸胃了?！?/span>

《延禧攻略》劇照

可見夏日造冰這件事古人早已輕車熟路，毫不陌生。

而除此之外，早在各種器具不算發(fā)達的兩千多年前還有更絕的，那就是用熱水造冰。這項技術(shù)在淮南的學(xué)派《淮南方畢術(shù)》中就有著非常明確的記載：“取沸湯置甕中，密以新縑，沈(這個字是井的意思)中三日成冰?！?/span>

令人疑惑的是，制造冰塊需要的是低溫，那么兩千多年前的古人卻能夠用熱水造冰。用熱水造冰到底是什么原理？或者說用熱水造冰到底真實歷史情況還是謠言？就連物理學(xué)家都對此進行了研究。

所以本期的內(nèi)容，就和大家一起來探討一下，關(guān)于古代人夏天如何制造冰塊這些事兒。

古代冰飲

熱水造冰的原理

其實所謂的熱水造冰的原理，就是運用了姆潘巴效應(yīng)。關(guān)于這個效應(yīng)，其實還有這么一個充滿了童真的小故事。

在1963年的某一天，生活在坦桑尼亞的姆潘巴和小伙伴們一起用牛奶制作冰激凌。當(dāng)時姆潘巴為了在冰箱里搶占一個好位置，直接就把煮熱的牛奶放進了冰箱里。

可是過了兩個小時之后，他卻發(fā)現(xiàn)自己的熱牛奶已經(jīng)先結(jié)冰了，而別人的冷牛奶依然還是水狀。為什么熱水先結(jié)冰呢？對此姆潘巴感到非常的疑惑。即使他上了大學(xué)依然執(zhí)著這個現(xiàn)象背后的原理。

姆潘巴試驗

直到他有機會訪問達累斯薩拉姆大學(xué)，又對一位物理學(xué)博士提出了對這個現(xiàn)象的困惑。這一次博士幫助姆潘巴做了一次實驗，在實驗當(dāng)中兩個人再一次觀測到在同等體積和同等冷凍溫度的環(huán)境之下，溫度比較高的液體居然要比溫度比較低的液體更先結(jié)冰。

后來兩個人共同撰寫了這個現(xiàn)象的論文，而這個現(xiàn)象也被命名為姆潘巴現(xiàn)象。

姆潘巴實驗效應(yīng)用科學(xué)術(shù)語總結(jié)來說就是過度冷卻現(xiàn)象。

而現(xiàn)代社會為了更好地理解姆潘巴效應(yīng)，在2013年，英國皇家化學(xué)學(xué)會曾經(jīng)舉辦過一場比賽，看誰能夠把姆潘巴效應(yīng)解釋得最透徹。而這個比賽的獲獎選手也給出了最清楚的答疑：姆潘巴效應(yīng)就是同等條件下，溫度高的水反而要比溫度低的水更容易結(jié)冰。

姆潘巴現(xiàn)象

這也就可以解釋為什么古人可以用熱水造冰了。那么古人到底是如何操作的呢？

“取沸湯置甕中，密以新縑，沈中三日成冰?！?/p>

就是把燒到沸騰的開水放進一口超級大甕中，再用粗重厚實的絲織品密封住甕口，最后把超級大甕一點一點放進涼水井里，在涼水井里放個三天再取出來。

之所以選擇大甕，絲織物和涼井這種組合，得根據(jù)《淮南萬畢術(shù)》的夏日造冰器具科普來解釋。

因為大甕本身是一種盛酒或者盛水的工具，這種工具就算裝滿滾燙的沸水再突然轉(zhuǎn)涼也不會意外炸裂，與此同時它也是最佳的絕熱管。而其中的縑就是一種絲織物，這種絲織物非常的密實，具有不透氣的特點，是密封甕口的最佳選擇。

《淮南萬畢術(shù)》夏日造冰裝置

當(dāng)大甕中的水進行煮沸之后，讓甕里充滿了水蒸氣排走空氣，燒到大甕中沒有水只剩下水蒸氣的情況下，再立即使用泡過水的絲織物密封住甕口并且放進冰涼的井窖里面。

等大甕逐漸轉(zhuǎn)涼，水蒸氣就會在大甕里降壓。然后取出來讓絲織物逐漸透氣，這個過程是一個制造溫差的過程，只要這個過程掌握好時間和溫度，就可以得到冰了。

當(dāng)然這種夏日造冰方式效率低下，耗費大量燃料也不一定能夠造出多少冰來。不過對于我國沒有用電制冷工具的古代人來說，這種造冰方式已經(jīng)算是走在潮流最前沿了。

大甕

現(xiàn)代物理學(xué)家的困擾和探究

驚訝于古人“夏日造冰”的智慧，這也引起了很多物理學(xué)家們的興趣，同時對此也產(chǎn)生了深深的懷疑。

很多年以來，學(xué)術(shù)界對于《淮南萬畢術(shù)》中夏日造冰的問題的討論說法不一，在1983年一名叫洪震寰的科學(xué)家表示不相信，認為在當(dāng)時的技術(shù)夏日造冰不可能實現(xiàn)。

然而在十年之后，也有科學(xué)家比如趙紅君和李志超肯定了夏日造冰的說法，認為這是古代人獨有的智慧，值得人們探討和尊重。

《淮南萬畢術(shù)》

1983年，溫州大學(xué)的洪震寰教授對這本《淮南萬畢術(shù)》中的物理方面可行性進行了分析。他認為夏日造冰可以能實現(xiàn)的物理條件就是由于氣壓降低，水的結(jié)冰點反而升高。但是由于氣壓的影響使得結(jié)冰點升高幾乎是很難以實現(xiàn)的。

未知產(chǎn)生不信，不信約等于不可能。

所以這位科學(xué)家把古代夏日造冰的行為開除考古界，認為根本就不可能實現(xiàn)。

當(dāng)然十年之后，中國科大科技史和科技考古系的李志超通過指導(dǎo)學(xué)生實驗，提出來古代人夏日造冰原理的可行性。

他指導(dǎo)學(xué)生趙紅君進行氣體絕熱膨脹降溫實現(xiàn)“夏日造冰”的實驗：實驗中先取出一個容量一升的玻璃球形餅子，并且在里面裝入少量的水，再用橡皮塞進行密封。

中科大教授李志超

與此同時橡皮塞上裝有一根玻璃管，玻璃管的下部直達瓶子底部。然后在瓶子里面放一個溫度計，玻璃管外端用橡膠軟管連接起來，橡膠軟管上裝有一個松緊夾。

在實驗中學(xué)生發(fā)現(xiàn)如果把水加熱到沸騰，然后立即把放進裝滿水的水桶里面，幾分鐘的時間就可以讓一百攝氏度沸騰的熱水立即降溫到二十?dāng)z氏度左右。

緊接著再把水桶中的玻璃瓶拿出來放置幾個小時，什么時候玻璃瓶里面的溫度和室內(nèi)的溫度一樣的時候，再調(diào)整松緊夾讓空氣緩緩流入玻璃瓶里面。

直到溫度計的指數(shù)穩(wěn)定之后，就完成了夏日造冰。這個模擬實驗在原理上實現(xiàn)了夏日造冰，也算是科學(xué)界上的一大突破。

多孔塞模擬試驗

其他夏日造冰方法

其實對于夏日造冰的，古代人還有從道家追求長生不老煉丹過程中獲得的造冰方式——硝石造冰。

如果有小伙伴上過農(nóng)村旱廁的話，就會發(fā)現(xiàn)在廁所的墻角會有一種白色的晶體，那種東西就是硝石。

硝石的化學(xué)元素名被叫作硝酸鈣，白色或者灰色的結(jié)晶狀，會閃爍著玻璃質(zhì)感的光澤。一般硝石可以用來做顏料，當(dāng)然也是古代制作火藥的原材料之一。硝石的特性是能夠溶解于水中，加熱到334攝氏度就可以釋放出氧氣。

硝石

當(dāng)硝石溶解于水中的時候也會吸收大量的熱度，把熱度吸收走就會讓周圍水的溫度降低到能夠結(jié)冰的狀態(tài)。

具體操作方法就是：取兩個盆子，一個大一點另一個小一點，再把兩個盆子裝上水。把小盆子放進大盆子里面，讓大盆淹沒小盆子，再把硝石灑進大盆中進行降溫。

這個時候你就會發(fā)現(xiàn)神奇的一幕，小盆就會慢慢結(jié)成冰塊。而下大盆里面的水凝固了之后會讓硝石重新的出現(xiàn)，只要把它刮下來之后就可以繼續(xù)進行夏日制冰。

硝石制冰

古代的人們智慧超群，除了用硝石來制作冰塊之外，還可以用來制作冷飲，在盛滿水的板子中放進裝滿水的杯子，然后再往盤子中不斷地撒入硝石，這樣凝結(jié)成冰塊的杯中冷飲就制成了。這種方法曾經(jīng)風(fēng)靡于唐朝，繁華的長安古城之內(nèi)人手一杯清涼冰飲。

當(dāng)然除了這種煉丹時偶然發(fā)現(xiàn)的化學(xué)方法之外，還有一種物理裝置，就是冰窖。

這種器具最早是出現(xiàn)在西周時期，方法也足夠簡單粗暴，就是直接把冬季的冰儲存到夏天再使用。

這種方法最早在詩經(jīng)中有記載：“二之日鑿冰沖沖，三之日納于凌陰?！狈g過來就是把寒冬臘月的河冰大塊大塊地鑿下來，放到冰窖里面，等待夏天的時候拿來用。

古代鑿冰

那么這個冰窖到底長什么樣子呢？

根據(jù)考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)它是一個半地下的建筑物，就是一半突出在地表上，而另一半深藏在地下。藏在地下的一半會用巖石鋪平，然后寒冬臘月時節(jié)把取回來的大塊兒冰放在冰窖里面，再把冰窖用一些軟布蓋上封住。

這種原始粗暴的方法自然頂不住大自然法則，通常還沒到夏天冰塊就已經(jīng)融化了大部分。所以人們想了這么一個辦法：根據(jù)融化的速度，夏天需要用多少冰塊，那么冬天就鑿取夏天用冰量的三倍，這樣計算，西周時期的人們就也能用得上冰塊了。

儲存大量冰

結(jié)語

古人用熱水造冰的高端操作確實震驚了現(xiàn)代人，就連物理學(xué)家都對此提出困擾和質(zhì)疑，不過后來經(jīng)過實驗證實，這種方式確實是專屬于古代人的智慧，不容小覷。

但是除此之外，古人震驚我們的用冰方式依然很多。你能想象得到大宋時期人們就已經(jīng)能夠在炎炎夏日吃上了“奶油雪糕”了嗎？

由于魏晉時期奶制品越來越流行，所以大宋時期干脆把奶制品升級換代，制作出一種叫“冰酪”的冷飲。甚至受到過宋代詩人楊萬里的專門題詩，夸贊冰酪口感涼爽。

宋人也吃冰酪

據(jù)說元代的時候還有外國友人友好訪華，受到元代皇帝的賞賜吃到了“雪糕”，后來這位外國友人把“雪糕”帶回意大利，經(jīng)過英國人的幾番改良就逐漸變成了我們常吃的冰淇凌。

可見古人的智慧也是無窮滴！就像我們都有過這樣的幻想，穿越到古代用現(xiàn)代技術(shù)大殺四方，但是看過古人用熱水造冰的技術(shù)之后，你們還有這樣的信心嗎？

古代冰鑒

拓展知識：