综述‍

夏天不仅气候炎热，而且病菌繁殖生长快，因此如何渡过夏天，成了当下人和古代人思考的主要问题。

在当今社会，一到夏季，我们就会在家里面打开空调、风扇进行降温，有时候也会通过冰箱来制作冷饮，或者选择去海边进行游泳，累了便吃一块雪糕，这样的生活方式，使得我们能够轻松且凉爽的度过整个夏天。

但是在古代，由于科技的限制，他们无法创造出空调和冰箱。所以，生活在古代的人们为了解决夏天气候所带来的麻烦，他们开始研究冰。

古代人如何制冰？‍

提及古代制冰，我们首先会想到冰窖和硝酸钙。冰窖作为最简单的储冰方法，就是先找到在阴凉和温度较低的地方，打造一个地下室，随后派人进行冰块的开采，最后将其放置在地下室，并用树叶和稻糠等具有隔温作用的物体，覆盖在上面。

但这样的方法，每年都会导致大量的冰块融化，所以开采的冰块数量极大，不仅耗时，还具有空间限制。

为了解决这样的情况，古人也在不断创新。

他们发现了硝酸钙在溶水时，会吸收很多热量，所以古代人便开始选用硝酸钙进行制冰。

他们首先制作一个大容器，随后在中间抠出一个小容器，并将两个容器都装上水，大容器中还要加上硝酸钙。而经过一段时间我们就可以发现，小容器的水会慢慢凝结成冰，而大容器中的硝酸钙会在凝固后重新出现。

但由于部分人群对于硝酸钙并不能准确识别，所以用硝酸钙进行制冰，存在一定的困难。最后古人通过反复试验和理论创新，他们发明了热水造冰。

热水造冰‍

热水造冰，单纯从字面上来看，简直就是异想天开，不具备可行性。但是在2000年前西汉时期著成的《淮南万毕术》当中，就提到了热水造冰，书中这样写道：

从物理学的角度来看空气负离子指的就是携带有负电荷的粒子，在大自然环境中，宇宙射线，太阳发射的紫外线以及雷击，闪电的作用下都会让空气携带负电荷产生负离子。

取沸汤置瓮中，密以新缣,沈中三日成冰

意思是将沸水放到陶器中，并用丝织的物品将其密封，随后放置在深井中，三天之后就会结冰。

既然书中有所记载，想必在古代可能会有成功的案例。

当科学家们对这些问题进行探讨时，洪震寰进行了实验，而他首次得出的结果，是热水造冰的方法不可行。

但在后期众多科学家们的实验中，赵虹君和侯宇德两人得出的结果为成功，而且往后的实验证明，成功的几率要比失败的几率大。所以，《淮南万毕术》中记载的热水造冰，其实具有一定的可行性。

热水造冰的原理可以理解为，热水中的分子结构比冷水活跃，根据姆潘巴现象，温度较高的液体会比同一条件温度较低的液体的温度下降的快。

其次，若冷却的环境能够始终保持相同温度，那么温度高的液体会降到低于冷却环境的温度，最终温度低于液体结冰点时，会形成结冰的现象。

理论我们了解完之后，我们来大概复原当时热水造冰的过程。

首先将水进行加热，使其温度达到100℃，并用丝织毛物品堵住瓶口，放到深井中。既然热水的温度已经满足，剩下就要对深井有严格的要求。

据科学研究发现，在开放的环境下，温度越高，气压越低。而在密闭环境下，温度越高，气压越高。其次，气压每升高1m，温度只能降低0.006℃。

对于古代人来说，要想挖出一个温度相对较低的井来说，确实会耗费很多时间。而且在当时的技术水平来说，具有相当大的难度。

最后，我们都知道当水的温度达到0℃时，就会凝结成冰。所以古代选用热水的原因，正是通过自己的实验和相应的科学理论，从而证明了热水造冰有一定的可行度。当然，其间耗费的时间和成本也是昂贵的。

如果选用冷水的话，可能不止三天，有可能过上一周的时间都不会出现结冰的现象。

现代人如何制冰？‍

了解完古代造冰技术后，我们来看当今社会的造冰方法。最简单造出冰的方法，就是将水倒入冰箱的模具中，等待即可。

这种制冰的方法，只存在于我们有冰箱的情况。相较于古代造冰方法而言，现代进行了创新和研发。

而对于热水造冰的现代实验还原，世界上的科学家通过选用更高的科学仪器，运用具有说服性的理论知识进行实验，并在古人实验的基础上进行改进和创新。

太阳能热水器不适合24小时需要热水的城市生活，或者只能作为热水源的补充，但是价格也不便宜，家里只装一台热水器的话，不建议选择太阳能热水器。

现代大多数的制冷机，都是通过工质气体液化来获得低温热源，进而通过工质液体化蒸发，吸收热力量提供制冷。经过科学家们的实验发现，古代人之所以选用丝织来堵住瓮口的原因，其实是因为丝织存在的缝隙较多，我们暂时可以将其看做一个个小孔。

正是这些小孔的存在，能够让瓮中的沸水所产生的高压气体，经过小孔达到低压的一边，从而使得沸水可以在井中迅速降温。

当科学家们发现这一点后，便将这一过程命名为节流过程，而实验的原理起名为焦耳-汤姆逊效应。随后，经过反复的实验，将其运用到现在的各项制冷科技当中。

除了对以往古人制冰的方法进行分析和创新之外，我们现在的制冰技术不仅方式多样，而且消耗的成本也很低。

这里我们来说一说工业上的制冰方法。

首先选用的是盐水，随后将其放置在蒸发器，通过柱塞泵的自动调节，经过过滤器的作用下，喷射水源，随后蒸发室的温度降低，凝结出冰面，并在切割技术的帮助下，将冰面切成均匀的小块。这种方式是最节能的制冰技术。相对于古代的高投资造冰来说，是一个质的飞跃。

制冷原理‍

了解了制冰技术之后，如何将冰完好的储存起来，也是一件值得思考的事情。总不能像古代一样，在需要冰的时候，还要等上三天，甚至最后制造出来的冰，还无处安放，或者还要费力挖一个地窖出来。针对这样的问题，人类在探索和实验中找到了答案。

以前的制冷原理，是利用保险展示柜冷却水从主冷凝器顶部流出，混合蒸汽经冷却水淋晒后凝结，从而形成低温度空间，方便食物冷藏和冰块的储存。

随着科技的发展，现在的制冷技术也得到了改善。

首先是制冷剂吸收热量蒸发成气体，当内部机器温度低于制冷剂的临界温度时，制冷剂就会液化，在这一过程中，会散发出大量的热量到外界，从而使制冷剂的温度变低。

一旦冰箱内部的温度过高时，制冷剂就会吸收，反反复复，最终达到保持恒温的作用。所以，这也是我们在摸冰箱体外时会格外的烫手，而内部却保持低温情况的原因。

而制冷原理除了能运用在冰箱上以外，还可以运用到空调上。空调的制冷原理，是制冷系统内，制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入，并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。

通过轴流风扇吸入室外空气，将其输送到冷凝器中，并带走制冷剂放出的热量，从而使得高压制冷蒸汽凝结为高压液体。

我们由此可以看出，空调和冰箱的制冷原理，是通过将热量转化，从而达到内部恒温的效果。至于在古代，是由于科技的限制，只能将冰块放到冰窖进行保存。

古人物理实验‍

值得一提的是，古人除了造冰实验以外，还有许多有趣的物理实验。

比如古代人也曾尝试过飞行。在古书《汉书·王莽传》中记载，有人为了飞行，将鸟类的羽毛进行组装，捆绑在手上，通过外力的助推和自己身运动的情况下，将动能转化为势能，从而达到飞行的目的。

虽然实验最后以失败告终，但其蕴含的意义源远流长。因为在后期的研发当中，空气中存在气流和压强等因素，鸟类能够在空中进行飞翔的原因，是由于翅膀上下两层之间气流速度不同。

气流越快，压强越小，气流越慢，压强越大。所以，人类根据这一点，在往后的时间里，发明了飞机等科技。

再比如古代人为了缓解夏日的炎热，将扇子进行组装，拼成一个圆形，并在中间固定一个长棍，方便其它扇子连接。最后经过人力的作用下，产生出巨大的风能，让人倍感凉爽。这类扇子与孔明车有些类似，但孔明车是通过水的动能，从而方便农业的灌溉。

这两种实验和热水造冰技术，都体现了古人的智慧，他们在有限的技术和空间里，通过自己的双手，为以后的科技发展铺垫了基础。

结论‍

在古代，人们发明了造纸术、指南针、火药和活字印刷。它们的出现，推动着人类文明社会的快速发展。我们对这些发明创造进行创新，发掘内部的原理，从而制造出，能够为人所用的物品。

在生活中，古人面对炎热的夏天，他们没有选择忍受，而是通过实验和聪明的才智，发现了热水造冰的方法。

热水造冰从字面意思上来看，可行性确实不高，但是古人却用自己的行动告诉了我们，热水造冰的可行性。

我们有时候对古代的第一印象是诗歌宋词、古诗文和四书五经，对于科学上的研究和发明了解得相对较少。所以，如果单纯地说古人只会读文书，不会学理可就大错特错了。

最后，对于古代的发明创新，我们当代人应该秉承取其精华，取其糟粕的方式，合理地看待。

大家都知道在烈日下暴晒容易中暑，但是您知道吗？在空调房中久了也容易得“阴暑”。