究竟是什么原理到底是什么原理

文章插图
在现代社会，冰块可以说是夏天的消暑神器了，喝可乐要放一把冰块，吃冰淇凌要加冰沙。冰块如此普及在于现代科学技术的发展。
而在我国古代，虽然没有现代的高科技，但是古人在夏天也依然能够制成冰块，而且这种制冰之法居然让许多现代物理学家也感到困惑。那么我国古人是如何在炎炎夏日制作出冰块的呢？
古代制作“夏造冰”早在春秋战国时期，古人就特地制作了冰窖，可以将冬天开采的冰一直储存到夏天使用。更神奇的是，他们还有在夏天自己制冰的方法。
在淮南王刘安及其门客共同编写的《淮南完毕术》一书中，就记录了这种“夏造冰”的方法：“取沸汤置瓮中，密以新缣（jiān），沈中三日成冰。”
这段话的意思是说，把刚刚烧开的沸水装到一个大瓶子里面。然后用干净细密的丝织物将瓶口盖好密封。最后将这一瓶水用绳子吊着，慢慢沉入深井里面，过了三天以后再取出来就能够制成冰块了。
在夏天，将装着开水的瓶子放到深井里就能得到冰块。这不免令人感到疑惑，为什么必须要用开水制冰，而不是常温下的冷水呢？按理来说，冷水的温度更低，不是更容易结冰吗？
中国古代的物理学者们对这些悬疑问题十分关心，在后来的历朝历代都有记载，然而“热水”结冰、冷水不结冰的反常现象，却依然没有得到很好的解释。
现代科学能否解释“夏造冰”？对此，现代物理学家们也表现出了浓厚的兴趣，开始尝试用现代的物理学知识做实验验证。当时著名的物理学家洪震寰先生认为，这是“夏造冰”的形成和气压有很大关系。

在他的文章里提到：“沸水置入瓶中，瓶口密封，沉入井水中，瓶内温度骤降，液面气压大减，瓶内水的冰点是随之提高的……”

他的理论依据是气压越低，水结冰所需要的温度越高，不需要把温度降到0℃就可以结冰了，而深井里的温度无论冬夏季节，基本都能保持在10℃以下，有的甚至能达到3-4℃ ，也就很可能让热水结冰了。
但是，其中存在一个非常大的限制，那就是在正常状况下，冰点受气压的影响是很小的。据估算，气压每减少一个点，水的冰点只会提高0.008℃ ，即使将瓶子里的气压从正常水平下降到真空状态，最多也只能让冰点上升不到1℃ 。
中国科技大学的物理学家李志超的研究则认为：“夏造冰是气体绝热膨胀降温导致的，也就是焦耳——汤姆孙效应在起作用。”
结合“夏造冰”的过程来说，就是装有沸水的瓶中，大量的水蒸气在通过细小的瓶口的时候会发生压力突变，从而引发温度变化。这是空调和液化气等装置的原理，也可以用来解释为什么自行车轮胎在放气的时候，气门会变冷甚至凝结出冰晶的现象。
焦耳——汤姆孙效应：气流通过中间的渗透性多孔塞示意图
在一个口小肚大的瓶子中，将其中的水煮沸，直至其中的水蒸气将瓶中大部分空气都排出去。

以上关于本文的内容，仅作参考！温馨提示：如遇健康、疾病相关的问题，请您及时就医或请专业人士给予相关指导!

「四川龙网」www.sichuanlong.com小编还为您精选了以下内容，希望对您有所帮助：

究竟是什么原理 到底是什么原理

究竟是什么原理到底是什么原理