<p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">漠河零下40℃的戶外，游客用開水潑向空中，形成潑水成冰的奇景。其核心原理是高溫?zé)崴跇O寒空氣中迅速蒸發(fā)形成水蒸氣，隨后水蒸氣直接凝華成微小冰晶，形成視覺上的“冰霧”效果。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">其物理機(jī)制解析：</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">1.相變過程：潑出的熱水因與極低氣溫（通常需低于-40℃）的巨大溫差，瞬間蒸發(fā)為水蒸氣，隨后水蒸氣跳過液態(tài)階段直接凝華為固態(tài)冰晶，即凝華現(xiàn)象。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">2.高溫水分子動(dòng)能大，更易分散為微小水滴，增大與冷空氣接觸面積，加速冷卻。90℃以上的熱水會(huì)產(chǎn)生更多水蒸氣，這個(gè)過程中水溫和氣溫條件比較嚴(yán)苛，大風(fēng)可加速熱量散失，彌補(bǔ)氣溫不足。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">一杯熱牛奶和一杯冷牛奶同時(shí)放進(jìn)冰箱，哪一杯會(huì)先結(jié)冰？你會(huì)理所當(dāng)然地認(rèn)為是冷牛奶，因?yàn)槔渑Ｄ谈咏c(diǎn)。但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果恰恰相反。1963年，坦桑尼亞一個(gè)叫姆潘巴的中學(xué)生做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，得出了在同等質(zhì)量和同等冷卻環(huán)境下，溫度略高的液體比溫度略低的液體先結(jié)冰的現(xiàn)象，這就是姆潘巴現(xiàn)象。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">古人會(huì)在冬天從冰封的河中取出冰塊，將冰窖建在陰涼的地下，用新鮮稻草和蘆席鋪墊，在冰塊上覆蓋稻糠、樹葉等隔溫材料，密封窯口，待來年夏天取出使用。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">南方的氣溫較高，古人想出了在夏天用沸水制冰和硝石制冰這2種制冰方法。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">我們的古人在二千多年前就知道這個(gè)現(xiàn)象，并用于夏天制冰?！痘茨先f畢術(shù)》是劉邦的孫子淮南王劉安所著。記載了沸水制冰的方法：“取沸湯置甕中，密以新縑，沈（井）中三日成冰”。即用細(xì)密絹布密封裝有沸水的陶甕，沉入深井三天后可結(jié)冰。這一方法看似違背常理，因?yàn)橥ǔＶ票璧蜏丨h(huán)境，而古人卻以熱水為原料。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">現(xiàn)代部分學(xué)者經(jīng)實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為，密封甕中的水蒸氣通過絹布（多孔材料）絕熱膨脹，導(dǎo)致溫度驟降，實(shí)驗(yàn)水溫從90℃快速降至20℃，但后續(xù)降溫緩慢，最終僅達(dá)6℃，未達(dá)冰點(diǎn)。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">另一理論提出，甕中絹布處水蒸氣快速蒸發(fā)吸熱，使局部溫度低于冰點(diǎn)。模擬實(shí)驗(yàn)表明，需滿足溫度（<26%）、大容積（約100升）和適宜氣溫（20℃左右）才可能結(jié)冰，但冰量極少。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">古人熱水制冰的原理，是利用深井中的低溫環(huán)境和壓力變化。熱水在冷卻過程中釋放更多熱量，與井水中的低溫環(huán)境形成更大溫差，加快散熱速度，從而實(shí)現(xiàn)制冰。常溫水0℃開始結(jié)冰，而熱水可能在1℃時(shí)就開始結(jié)冰了。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">唐代末期，工匠們發(fā)現(xiàn)硝石溶于水時(shí)會(huì)吸收大量熱量，使周圍水溫降低直至結(jié)冰。硝石的主要成分是硝酸鉀，溶于水時(shí)吸熱，可使周圍溫度降低甚至結(jié)冰，其吸熱原理：晶挌能（破壞硝酸鉀晶體所需能量）>水合能（離子與水分子結(jié)合釋放的能量），導(dǎo)致體系溫度下降。屬于物理溶解吸熱，無新物質(zhì)生成，沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">冰鑒是最古老的冰箱。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">冰鑒的制冰過程：將水放入內(nèi)罐，外罐中放水，并不斷地在外罐中加入硝石，硝石從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程中需要吸收大量的熱量，因此內(nèi)罐內(nèi)的水就會(huì)結(jié)成冰。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">冰鑒是一種古代盛冰的容器，通過將冰塊放在一個(gè)木制或青銅制作的箱子里，既能保存食品，又能通過氣孔釋放冷氣給房間降溫。使用時(shí)，將盛滿飲料或食物的器皿放進(jìn)去，四周圍滿冰塊，合上蓋子，不多時(shí)“冷飲”就可以制成。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">這種技術(shù)大大促進(jìn)了古代制冷市場的繁榮，也讓普通百姓能夠用得起冰。</span></p> <p class="ql-block">宋朝開封府街頭的小販賣“冰酪”。</p>