雪山一样的冰淇淋,好想尝一口,古人的智慧你难以想象

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本文目录

  1. 古代制冰是哪个朝代
  2. 古人如何制作冰镇饮料

古代制冰是哪个朝代

古人在夏天也会喝冰饮,早在春秋战国时期,古人就会专门凿冰窖,在寒冬取冰储存到夏天使用,除此之外,古人其实也会自己制造冰块,这项技术被称为“夏造冰”。

在我国的典籍文献中,很早就有“夏造冰”的记载。如《庄子·徐无鬼》中说:“……其弟子曰:`吾得夫子之道矣,吾能……夏造冰矣'。”魏晋时成书的《关尹子·七釜篇》中说:“人之力可以夺天地造化者,如冬起雷,夏造冰。”类似说法,在汉、唐时期,直至明代都有文献记载。

这些古籍中记载的“夏造冰”,一般被称为中国古代最原始的人工制冰技术。

夏造冰是什么

所谓“夏造冰”就是用热水来造冰,热水怎么可能造冰,这是普通人听到之后,脑子里蹦出来的第一个想法,这同样也是困扰物理学家的一个难题。古人是否真的实现过“夏造冰”?或者说,如何才能“夏造冰”呢?这是一个悬而未决的科技史问题。

《淮南万毕术》中记载了比较具体的“夏造冰”方法:“取沸汤置瓮中,密以新绿,沈(井)中三日成冰”。科学家研究夏造冰的可能性,也是从这延伸展开的。

在早期,中国著名物理学史家洪震寰他认为《淮南万毕术》造冰法就现在看来,惟一可能的物理依据是随气压降低,水的冰点升高。在其《〈淮南万毕术〉及其物理知识》一文中指出:“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……”然而每减少1个大气压,水的冰点才提高约0.008℃。因而他做出结论:“气压影响冰点甚微,所以照《万毕术》的记载,是无论如何不可能结冰的。”洪震寰否定了依靠水的冰点随气压变化关系而实现“夏造冰”的可能性,亦即彻底否定《淮南万毕术》之“夏造冰”之说。

夏造冰可行的论证实验

不过,中国科大科技史与科技考古系李志超认为,古人可能是通过气体绝热膨胀降温实现“夏造冰”的原理,并指导硕士生赵虹君做了一个“造冰”的示意性实验:“取一升容量的玻璃球形瓶,内装少量水,用橡皮塞密封.塞上穿有玻璃管,其下端直到瓶底,瓶内放一支温度计.玻璃管外端用橡胶软管接上,软胶管上装一个可调松紧的夹子.”,通过模拟实验原则上证明了:沸水密封冷却,然后缓慢放气可以得到低温。

李志超后来提出了更为详尽的解释:

“一个细口大腹的瓶(瓮),里面盛水不多,煮沸一段时间,令瓶的整体与水同温,水蒸汽充满全瓶,原来的空气绝大部分被挤了出去,烧到水量所剩无几,立即用浸过水的细密的织物封口并沉入深井。在北方或高山区,盛夏天深井水也可在10℃以下。瓶子一凉,水汽凝结,瓶内气压大降,接近真空,待瓶温与井水近于平衡,立即取出,则缣开始透气(或因其上水膜晾开,或因外部压力作用)。这是减压膨胀,是吸热过程,瓶温因而下降。掌握得好,可以得到几丝冰渣,至少也可以使瓶内水温降到室温以下几度。”

李志超的实验在科技史界产生了较大的影响,如《中国科学技术史·物理学卷》及《中国古代科学技术史纲·理化卷》都收录引用了这项研究工作的结论。

后来中国科学技术大学教授康辉则提出,《淮南万毕术》“夏造冰”方案就可以解释为:在一个大瓮里放置一个盛沸水的杯子,用新缣密封,沉到井里三日,杯子里的水结冰。通过这个新的解读,把沸水盛于杯子,而不是直接倒入瓮中,假如在瓮中的杯子下面,垫一个不容易导热的木块,当瓮中空气由于蒸汽冰凝于瓮壁而稀薄时,根据液体抽气降温原理,“夏造冰”有可能实现。

湘潭大学的雷志华教授也提出了低压下水快速蒸发吸热制冷是“夏造冰”的制冰原理,结冰的部位是在瓮口的缣(致密的布绢)上,而不是传统观点所认为的瓮底,并指出要实现“夏造冰”,需满足三个条件:在相对湿度低(低于26%)、瓮的容积大(100升左右)、空气的温度适当(20℃左右)。结合定量理论计算和定性模拟实验,证实了“水快速蒸发吸热”造冰的可行性,但是造冰量很少,可以说投入产出比非常低。

总结来说,在夏天使用热水,低压下水快速蒸发时会吸热制冷,只要空气湿度小,气温也合适,瓮的容积大,密封效果好的确是可能造出少量的冰。如果要得到更大的结冰量,还得增大瓮的容积,降低瓮外空气相对湿度。大气相对湿度越小,瓮的容积越大,结冰量也越大。

实际结冰量由于空气与绿中的水有热量交换等原因而小于理论结冰量。所以淮南学派“夏造冰”是在天气干燥时进行的。冬天,气温低(0Y以上时),空气的绝对含湿量小,所以用这种方法“冬造冰”反而不能成功。

总结

目前,经过多次具体的实验,科学家是认可古人的确是实现了“夏造冰”的,不过经过了近半个世纪的科学论证,目前科学界依然没有达成共识,古人具体是如何实现夏造冰的,即使古人的“夏造冰”原理的确和李志超、雷志华教授等人不谋而合,但这样的制冰技术没有大规模量产推广的可能性,也就只能服务于当时的贵族阶级使用。另外,古代来说,一个严密的环境、还需要将所有的数据把握精准、并且还需要将气压降低到一定程度,这可以说非常困难,失败率应该也非常高。

其实,人工造冰的经验,除了夏造冰之外,古人还可以从道家水法炼丹实践中获得,相传为西汉淮南子门客八公所作的《三十六水法》配方中,常见硝石、寒水石或凝水石等溶解吸热的强电解质,必然能够发现结冰现象。这也充分说明了古人的智慧。

古人如何制作冰镇饮料

步骤/方式1

周朝时期,朝廷已经正式把冬天采集冰块变成了一个职能部门,专门设立了采冰机构,当时称之为凌人或者冰人。

这个采冰机构有专人负责在冬天采集冰块、运输冰块、储存冰块,他们会在皇城附近建造大量的凌阴用以储冰。

通常冰人会在天气最寒冷的时候开始采集冰块,好能确保冰块不易融化,采集好冰块之后运输到建造好的凌阴之中,这些凌阴都要选择阴凉之所,深入地下,确保温度足够阴凉,同时存放冰块时还要铺上一层稻草或芦席,这样起到保温作用,才能有效减缓冰块融化。指藏冰的冰窖。

步骤/方式2

随着古人掌握了藏冰技术,因此在战国时期就出现了现代冰箱的雏形青铜冰鉴。在1997年湖北省随州市擂鼓墩发现的战国时期曾国国君曾侯乙的墓穴中就出土了青铜冰鉴。

所谓冰鉴就是一个四方箱子,箱体两侧设提环,顶上有盖板,上开双钱孔,既是抠手,又是冷气散发口。

冰鉴的功能很实用,冰鉴的两侧放入冰块可以使得冰块凉气外散,可以在屋内起到降温的效果,同时中间部位可以放入水果,这样就能吃上冰镇水果。在酷暑时屋内多放几个冰鉴就能形成冷气房了,可以很有效地降温避暑。

在战国时期冰鉴大多为青铜所制,到了明清时期多为红木、花梨木、白木等木制品,所以古人很早就利用冰鉴能吃上冰镇水果了

步骤/方式3

元朝时期更是出现了冰淇淋的雏形,元朝是游牧民族蒙古人建立的王朝,蒙古人喜好喝牛奶,于是就利用冰块冰镇牛奶,再往里面加入一些鲜果糖浆,就这样一碗元朝的冰淇淋就出来了。

步骤/方式4

两千多年前的西汉时期古人就懂得了令现代人看来很难以置信的热水制冰

热水制冰这个说法听起来似乎很扯,稍微有点科学常识的人都知道水的冰点要在0度以下,因此热水制冰听起来确实很不可思议。

但是这个热水制冰的方法确确实实是记载于由汉高祖刘邦的孙子淮南王刘安组织编撰的《淮南万毕术》一书之中,书中记载为:取沸汤置瓮中,密以新缣,沈中三日成冰。

步骤/方式5

古人在制造生产火药过程中参悟出了硝石制冰法

火药是中国的四大发明之一,大概在唐朝时期中国古人研发出了火药,在开采火药的过程中唐朝人发现硝石溶于水时会迅速吸收水中的热量,并能让水凝结成冰,于是就有了硝石制冰法。

相比于热水制冰的方法,硝石制冰法就比它方便快捷多了。硝石又名钾硝石,而硝石可以直接制成硝酸钾。

硝石又称墙霜,在农村生活使用过茅厕的人都会发现茅厕的墙角白色晶体,那就是硝石结晶,故此又称墙霜。

唐朝人正是利用硝石溶解于水中吸收热量的特性用来制冰,硝石快速地吸收热量可以让水的温度快速降至冰点从而结冰。

而唐朝人用硝石制冰的具体方法就是找到两个一大一小的容器,把小容器放进大容器里,再往两个容器里注满水,并且一定要让大容器里的水没过小容器,往大容器里放入硝石,然后不断摇晃容器让硝石迅速吸收水的热量,之后就会神奇地发现小容器里的水逐渐成冰。

把小容器里的冰倒出来就可以使用了,而把大容器里的硝石从冰上刮下来还可以继续重复使用,因此硝石制冰法非常节省原料还方便。

也因为硝石制冰法的方便快捷,因此唐宋时期街头巷尾就会出现一些小贩利用硝石制冰法制作冷饮,这些小贩就是准备一个大桶,然后往里倒满水再加入硝石,再把果汁装入小罐子中,将装有果汁的小罐子放到加入硝石和水的大桶中,就可以很快制作出冰镇冷饮了。

硝石制冰的方法一直应用到民国时期,相比于藏冰和热水制冰法它更加方便快捷,所以这个方法才从唐朝一直被应用到了民国时期。

古代冰窖原理和中国冰窖冷知识的问题分享结束啦,以上的文章解决了您的问题吗?欢迎您下次再来哦!

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