细陶器

物理学家的困惑年前中国的古人是如

发布时间:2022/4/28 12:24:00   

正常情况下,人体体温在37度左右,人体最佳生存温度在22度左右。但是一年四季气温变化,尤其是冬夏两季,经常让人感觉不舒服。

为了保持良好的体感,人们会通过各种方法来控制温度。古代科技还不发达。无论是升温还是降温,主要取决于一些物理方法:“

天冷就生火,天热就洒水。"

现代温度控制方法,如空调、冰箱、取暖器等。在科技的加持下显然更加高效有效,尤其是在制冷方面,与古代的条件大不相同。

不过话说回来,科技是否先进也有时代背景。古人虽然不会制作电子控温产品,但并不妨碍他们利用一些物理知识来达到控温的目的。

就像中在古籍记载中记载的那样,年前,我国古人就成功地用热水制冰了。这个看似不合逻辑的现象,是当时困扰很多物理学家的巨大问题。

那么这种神奇的现象背后有着怎样的物理基础呢?

《淮南万毕术》"夏造冰"

的作者是西汉王刘安,淮南,人。这本书的主要内容是人为和自然环境下的各种变化。

简单来说就是记录一系列物理化学变化的书。

由于缺乏理论基础和求知心理的作用,作者在写书时通常会夹杂许多主观的想法,也力求通过人为的手段达到那些违背自然的现象,《夏造冰》是淮南,万毕术和中的主观实录

根据定义,冰是水分子有序排列形成的刚性结构的结晶,是水的固体形态。

当温度在零度以上时,冰会融化成水,当温度在零度以下时,水会凝结成冰。

所以冰可以自然形成,也可以人工制造。简而言之,无论哪种方式获得冰,都只需要满足低温条件。

但在《淮南万毕术》年,中和淮南学派学者描述具体的制冰方法时,原文是这样的:“取沸汤置于中,瓮中然后作为秘方使用,中,沈三日成冰”。

将沸水放入陶器中,用细丝绸密封,然后放入深井中作为中,三天后你会得到冰块。

中夏造冰,的技术总结虽然只有寥寥数语,但其中包含的物理理论却非常丰富。用现代物理学解释,夏造冰的制冰原理是:

低压水快速蒸发吸热降温,结冰的部分不是陶器底部的开水,而是在丝绸布上。

一般来说,在沸水快速蒸发的过程中,中水汽聚集在丝布上,底部的沸水蒸发带走大量水分,最终使聚集在丝布上的水汽凝结成冰。

此外,如果要实现夏造冰,必须同时满足三个基本条件:

湿度小于26%。

陶器的内部容量必须足够大。

气温要稳定在20左右。

当然,这是夏造冰基于现代物理学的可行条件,但在当时很难找到这样的规律。

那么,仅仅按照万毕术,淮南?记载的制冰方法制冰,真的可以用热水制冰吗

现代物理学解决了古老的问题。

水冰转换的物理条件对古人来说并不是秘密,但夏造冰技术并不是那么容易突破的。因此,淮南和万毕术记录的夏造冰技术是中国古代物理学家非常关心的物理问题,但长期以来没有得到解决。

为了寻求古代夏造冰技术的真相,当代物理学家也对它进行了全面的研究。

温州大学已故教授洪震寰,在仔细阅读了夏造冰技术公司的报告后,做出了可行性分析。他认为如果我们只看淮南:万毕术,记载的制冰方法

成功地把水变成冰是不可能的。

如果硬要给这种现象找一个合理的物理依据,只能从气压下降冰点上升这一点入手。

中国科技大学的研究生赵虹君,跳出了洪震寰的框架

将夏造冰与“焦汤效应”相比较,从中身上找到夏造冰的真谛

中在他的论文中说,夏造冰盛水陶器现在相当于一个隔热管,而丝绸相当于一个多孔塞。此外,在深井中投入开水,中的登船冷却过程形成陶器内外的气压差,从而产生焦汤效应,实现温度转换。

为了进一步弄清夏造冰的真相,在李志超,赵虹君的领导下进行了一次模拟夏造冰的实验,实验结果并不出人意料。

烧瓶中中烧开的水放入桶中后温度迅速下降,但降至20时,水温的冷却速度明显下降。

当水温与室温相同时,慢慢松开瓶口的调节夹,测得的水温又下降了1.5,但仍远未结冰。

用热水制冰在古代是不可行的。

从现代实验的结果来看,中不难得出一个结论,即从原理上讲,将沸水密封在中的低温环境中,缓慢释放气体,可以在短时间内迅速降低沸水的温度。

在制冰环境的湿度、温度、体积、密封性特别理想的情况下,是有可能得到少量冰晶的。

但这对几千年前的淮南学者来说是不可行的。

目前,对于夏造冰最终能否成功还没有达成共识。

但无论成功与否,在多年前,当物理知识极度匮乏,许多自然现象无法用科学语言解释的时候,淮南学者依然敢于反其道而行之,突破常规水冰转换的低温条件,转而将制冰原理转移到热力学的中经典“蒸发制冷”,这已经是一个很大的突破了。

值得一提的是,在中,这个西方物理学界,人造冰的第一次记录发生在年。库伦教授利用乙醚蒸发带走热量,成功实现了水到冰的物理形态转变。

然而,与中国的淮南学派相比,它仍然晚了十多个世纪。可以说,即使在“重文轻理”的古代中国,中国古人在理学方面的成就也是走在世界前列的。

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从古至今,人类的每一次科技进步都离不开最初的奇思妙想,而恰恰是那种奇思妙想划清了神学与科学的界限。

像夏造冰,虽然当时古人没有找到大规模生产制冰的方法,但他们总结出的热力学定律实际上为后来的热力学发展奠定了坚实的基础。

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