久久久久精品免费福利电影,国产又黄又大又粗视频,A级毛片免费播放无码,人人妻人人爽人人澡欧美一区

【文/科學大院  宋衍昌】

我們就要迎來北京冬奧會了！

國家速滑館（圖片來源：北京日報）

在這次冰雪盛會里，“冰絲帶”國家速滑館一直以“高科技”的形象出現。可能很多人并不理解，不就是“結冰”嗎？有啥稀奇？可是你知道么，“制冰”這件事里的科技含量并不少，人類真正實現“制冰自由”還是近一百多年的事，而實現“綠色制冰”也是一個曲折的過程。

我不生產冰，我只是大自然的搬運工

弗朗西斯·培根說過：我們可以通過火來得到熱量，但對于冷，我們必須常常到洞穴中去尋找，即使萬事俱備，我們也不能大規模地得到它。

早在先秦時代，古人便利用天然冰來降溫、給食物保鮮和做冷飲。據《周禮》記載，當時周王室為保證夏天有冰塊使用，專門成立了相應的機構管理“冰政”，負責人稱“凌人”。每年大寒季節，古人就開始鑿冰儲藏，他們認為這時的冰塊最堅硬，不易融化。管理藏冰事務的官吏監督奴隸、農民到水質好的地方鑿采冰塊，藏到預先準備好的冰窖里。冰窖都建在陰涼的地方，深入地下。用新鮮稻草跟蘆席鋪墊，把冰放到上面之后就覆蓋稻糠、樹葉等隔溫材料，然后密封窖口，待來年享用。

總之，在古代炎熱的夏日，沒有冰箱、空調這些電器，人們想得到一點清涼往往都要付出巨大的代價，冰塊是只有王公貴族才能享用的奢侈品，更不用談大規模開展滑冰、滑雪這些娛樂項目了。

火藥工匠與煉金術士，居然首次制成了冰

大約到了唐朝末期/歐洲的中世紀，工匠和煉金術士們在生產火藥時開采了大量硝石。他們偶然發現，硝石溶于水時會吸收大量的熱，能使周圍的水降溫直至結冰。于是他們將水放入罐內，取一個更大的容器，在容器內放水，然后將罐子放在容器內，并不斷地在容器中加入硝石，結果罐內的水結成了冰。

這個過程的原理是：硝石是一種白色味苦的晶體，化學名稱叫硝酸鈣，它溶解于水時會吸收大量熱量，使周圍溫度降低以致結成冰。硝石溶于水后，可以用降溫結晶法或蒸發結晶法將硝石再提出來重復使用。但提純能制冰的硝石極其困難，制冰又要耗費大量人工，人類制冰的代價仍然十分高昂。

終于發現了能量與熱量的秘密

1659年英國科學家羅伯特·波義耳把一只鳥放入了廣口瓶中，緊接著用真空泵吸出瓶內的空氣，不出所料，這只鳥很快就一命嗚呼。但是，蹊蹺之處在于這只鳥被凍僵了。

油畫：鳥在空氣泵中的實驗（圖片來源：維基百科）

當時的人并沒有搞清楚這件事的原理，直到18世紀蒸汽機的發明，讓人類意識到熱量與能量是可以相互轉化的，伴隨著19世紀能量守恒定律的提出，現代熱力學的基礎也由此奠定。

人們逐漸接受了一項共識：給物質做功或用別的方式輸入能量，它的內能會增加；當物質對外界做功或者輸出能量，它的內能會降低。內能的漲落給一些物質帶來最直觀的變化就是溫度的起伏，也就能利用這個原理來制冷、制冰了。

蒸汽機的原理（圖片來源Youtube）

1834年，英國的雅可比·珀金斯試制成功用乙醚為工質的制冷機，采用人力轉動，可以連續工作。

1844年，美國的戈里醫生利用空氣為介質制造了一臺給醫院制造冰塊與低溫空氣的制冷機。

戈里的制冷機原理是：通過氣體泵提高空氣的壓力，增壓后同時又升溫的空氣經過冷卻水，被冷卻到與環境相當的溫度又保持著此前的壓力，此時再讓高壓空氣膨脹，這時空氣的溫度驟降，這些低溫的空氣可以拿來給水降溫從而制造冰塊，也可以給夏日的醫院提供冷風。

隨著戈里醫生的制冷機原型得到推廣，在隨后的幾十年里，各式各樣的制冷機推陳出新，其中應用最為廣泛的是根據液體蒸發吸熱來制冷的蒸汽壓縮式制冷機，根據所選擇的制冷劑不同，可以分為下面的幾種類型。

1. 采用氨的蒸汽壓縮制冷機

這一類制冷機與空氣介質制冷機相似卻又不同。我們都知道，液體蒸發會帶走大量的熱，這一部分熱量叫做相變的潛熱，也就是遠大于物質溫度變化的顯熱。

蒸汽壓縮制冷機正是利用了這一特性，首先將氨蒸汽通入壓縮機中升壓，得到了高溫、高壓的氨蒸汽；再用室溫的冷水或者冷風將它降溫，帶走它的熱量，氨蒸汽就此被冷凝；冷凝后的液體氨還保持著很高的壓力，這時將它通入膨脹閥中，和前面的空氣制冷機類似，高壓介質膨脹降溫，我們就得到了低溫的液體氨。制冷機中的低溫液體繼續向前流動到需要制冷的管路中，液體介質快速蒸發，從環境中吸收了大量的熱量，便創造了人們需要的低溫環境（比如冰場）。

這就是一直沿用至今的蒸汽壓縮制冷循環，在19世紀的60年代，所有制冷的需求都可以用氨制冷循環來滿足，但它存在著致命的缺點——氨易爆炸，且有毒。