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古人是从什么时候开始掌握制冰技术的?揭秘古人的制冰之法

2022-07-22 16:46:15

   你知道古人是什么时候学会为夏天制冰的吗?其实冰箱早在战国时期就有了,2000多年前古人就用热水制冰了。

 
  古人很早就知道冰蓄冷,所以战国时期就出现了冰箱。
 
  古人的智慧不比现代人差。古人很久以前就想到冬天低温保存冰块,留到夏天降温,也叫蓄冰。
 
  大约在4000年前,山西陶寺人就已经知道了蓄冰。据考古发现,陶寺人在4000多年前修建灵隐是为了蓄冰。
 
  灵隐一词特指冰室,藏冰者。晚清学者傅查敦冲曾在《燕京岁时录:打冰》中记载:周成王命凌仁主管冰,十二月命凌殷削冰。殷,今之冰室也。
 
  这意味着在周成王时期,人们被指派在冬天收集冰块,并将其储存在低温下,以便在夏天降温。它也解释了“灵隐”这个词,指的是冰室,冰储存在那里。
 
  但根据现代考古发现,已经证实不仅在周朝,而且在比周朝更远的时期,古人就已经知道如何建造藏在阴凉处的冰以备夏季使用。
 
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  但到了周朝,朝廷已经正式把收集冬季冰块变成了一个职能部门,专门设立了一个收冰机构,当时称之为凌人或冰人。
 
  这个收冰组织有专人负责冬季冰块的收集、运输和储存。他们会在皇城附近建造大量的遮荫树来储存冰块。
 
  通常冰人会在天气最冷的时候开始收集冰块,这样可以保证冰块不容易融化。在收集冰块后,它们将被运送到建造的遮荫处。这些遮荫立方体要放在阴凉的地方,深入地下,保证温度足够凉爽。同时,储存冰块时要铺上一层稻草或芦苇垫,以保持冰块的温暖,有效减缓冰块的融化。
 
  由于古人掌握了蓄冰技术,现代冰箱的原型青铜冰镜出现在战国时期。1997年,在湖北随州市擂鼓墩发现的战国曾国君主曾侯乙墓中出土了青铜冰镜。
 
  所谓冰镜,就是一个方形的盒子,盒子两边有吊环,上面有盖板,上面有双钱孔,既是把手,又是冷气出口。
 
  冰块的功能非常实用。在冰块的两边放冰块,可以让冰块在外面变凉,可以让室内变凉。同时可以在中间部分放水果,这样可以吃冰镇水果。炎炎夏日,在屋内多放几面冰镜,可以形成一个空调房,有效降低温度,避暑。
 
  战国时期的冰镜多以青铜制作,明清时期多以红木、紫檀、白木等木制品制作,所以古人很早就用冰镜吃冰果了。
 
  但是,无论是遮荫还是冰镜,在古代都只有贵族或者富裕家庭才能享用。普通人当然不可能通过这些藏冰,但是普通人要过夏天,夏天需要降温。所以有些人看到商机,就催生冰商。
 
  这些冰商很会做生意。他们通常采用“预售”制度。首先,他们写一份账单,这也叫冰票,然后他们开始预售和收集冰票的钱。就像现在的房产拍卖,他们先拿到钱再雇人去挑冰,挖阴凉,最后拿着票把冰卖掉。消费者有的是普通人,有的是大饭店,有的是走街串巷的小贩。
 
  宋元时期,因为老百姓可以买到冰块,依靠民以食为天的天性,民间诞生了各种冷饮。
 
  所以在宋元时期,如冰镇酸梅汤、冰镇椰子酒、冰镇木瓜汁等。,我们现代人能享受到的冰镇饮料,甚至比我们现代人当时吃的还要无污染。
 
  元朝时,冰淇淋的雏形出现了。元朝是游牧的蒙古人建立的王朝。蒙古人喜欢喝牛奶,就用冰块把牛奶冰镇一下,再往里面加点鲜果糖浆,于是一碗元朝的冰淇淋就出来了。
 
  后来,13世纪意大利旅行家凯尔·波罗来到中国,把这种制作冰牛奶和果汁糖浆的方法带回了欧洲,于是欧洲人发明了冰淇淋。
 
  冰蓄冷也是古代最早、最简单、应用最广、持续时间最长的夏季降温方式。冰蓄冷方式逐渐被人们淘汰,直到冰箱的出现。
 
  2000多年前的西汉,古人就知道用热水制冰,这在现代人看来是不可思议的。
 
  用热水制冰听起来很荒谬。稍微有点科学知识的人都知道,水的冰点应该在0度以下,所以用热水制冰听起来真的很不可思议。
 
  但这种用热水制冰的方法,在汉武帝刘邦的孙子刘安编撰的《淮南万笔书》中有记载。书上记载,沸汤放在骨灰盒里,然后装上新酱,三天就变成冰了。
 
  这意味着将热水放入骨灰盒,用丝绸密封,然后沉入深井。三天后它会变成冰。
 
  1983年,现代物理学家为了验证《淮南万笔疏》记载的准确性,由温州大学洪振环教授论证,但以失败告终。所以,当时学术界认为《淮南万笔书》中用热水制冰的记载不准确,毕竟记载很笼统,只有一句话。
 
  然而,十年后,中国科学技术大学教授带领硕士生赵进行了另一次实验演示。最后,李志超教授和他的老师和学生完成了实验。模拟深井中的温度环境后,热水被密封后冻结。
 
  其实这个原理类似于物理学中的mpemba效应。1963年,当坦桑尼亚物理学家姆潘巴还是一名中学生在制作冰淇淋时,他发现热牛奶在冷牛奶放入冰箱之前会结冰。从那以后,姆班巴一直对此念念不忘,十分不解。
 
  直到考上大学,他在导师丹尼斯·奥斯本博士的帮助下完成了实验。最后,老师和学生确定,在同样的结冰温度和密封环境下,热水确实比冷水结冰早。老师和学生共同就此写了一篇论文,所以物理学界也称之为mpemba效应。
 
  2012年,英国皇家化学学会专门举办了一场mpemba效应比赛,深入论证这一现象。最终的结果是,在封闭的冷冻环境中,温度高的液体会比温度低的液体冻结得更快。
 
  淮南万笔艺术中记载的热水制冰与姆平巴效应中的非常相似。根据科学研究,可以得出这样的结论:在开放的环境中,温度越高,气压越低,而在封闭的环境中,温度越高,气压越高,气压越高就会造成结冰。如果换成冷水,结冰的时间可能比热水长得多。
 
  这就是用热水制冰的原理。这种方法虽然可以奏效,但是用现代技术制冰的成功概率只是大于失败概率,并不是100%成功。而且以古代的生产力来说,这种用热水制冰的方法,耗费了大量的时间和成本。
 
  虽然热水制冰效率低,而且不一定能造出多少冰,而且还需要耗费大量的原材料,但是在没有电制冷工具的古代,这已经很厉害了,也体现了古代中国的智慧。要知道,mpemba效应是现代人才研究和理解的。
 
  古人在制造火药的过程中实现了硝石制冰法。
 
  火药是中国四大发明之一。大约在唐朝,中国古代发展了火药。唐朝的人们在开采火药的过程中,发现硝石溶于水时能迅速吸收水的热量,并能使水凝结成冰,于是硝石制冰法应运而生。
 
  与热水制冰相比,硝石制冰要方便快捷得多。硝酸盐又称硝酸钾,可直接制成硝酸钾。
 
  硝酸盐也叫壁霜。在农村用过厕所的人,会发现厕所角落里有白色晶体,即硝石晶体,所以也叫墙面霜。
 
  硝酸盐可以用作火药或颜料。它能溶于水。溶解时会吸收水中的热量,在水中加热到334摄氏度时也会释放出氧气。
 
  唐代人利用硝石溶于水吸热制冰的特性。硝石快速吸热,可使水的温度迅速降至冰点,从而结冰。
 
  唐代硝石制冰的具体方法是找一大一小两个容器,把小容器放进大容器里,然后把两个容器装满水。除此之外,大容器里的水一定不能通过小容器,把硝石放进大容器里,然后不断摇晃容器,使硝石迅速吸收水的热量。之后会神奇的发现,小容器里的水渐渐变成了冰。
 
  小容器里的冰倒出来就可以用,大容器里的硝石可以从冰上刮下来,可以重复使用。因此,硝石制冰法节省原料,方便快捷。
 
  因为硝石制冰法方便快捷,唐宋的大街小巷就有商贩用硝石制冰法制作冷饮。这些商贩准备了一个大桶,然后装满水加硝石,再把果汁装进一个小罐子里,把装满果汁的小罐子放进装了硝石和水的大桶里,就可以很快做出冷饮了。
 
  用硝石制冰的方法一直应用到民国,而且比蓄冰和用热水制冰的方法更方便快捷,所以这种方法从唐朝一直应用到民国。
 
  写在最后
 
  虽然古代科技与现代相比相对落后,但古代人的智慧并不低于现代人。魏武帝曹操曾经发明过空调房。曹操在地下打了一口深井储冰,然后从上面盖房子。房间内的地面被打孔,这样在天热的时候,地下冰库的冷空气就沿着打孔导入室内,从而达到降温避暑的效果。
 
  尤其是用热水制冰的方法,更是彰显了古人的智慧和想象力。所以古人虽然没有现代科技的先进设备,但是古人也可以用自己的智慧制冰,用冰降温来度过每一个炎热的夏天。
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