古代如何自制冰块_古人在夏天如何制冰
夏天到了，喝一杯冰镇饮料，吃一份冰淇淋，是不是很解暑？我们现在有了冰箱、空调等现代设备，可以随时享受清凉。但是古人呢？他们没有这些东西，他们是如何在夏天制冰的呢？
其实，古人在夏天也会吃冰，早在春秋战国时期，古人就会专门凿冰窖，在寒冬取冰储存到夏天使用，除此之外，古人其实也会自己制造冰块，这项技术被称为“夏造冰”。
中国古代的夏造冰技术
在我国的典籍文献中, 很早就有“ 夏造冰”的记载。 如《庄子·徐无鬼》中说:“ ……其弟子曰 :“吾得夫子之道矣, 吾能……夏造冰矣”。 魏晋时成书的《关尹子·七釜篇》中说:“ 人之力可以夺天地造化者, 如冬起雷, 夏造冰”。类似说法, 在汉 、唐时期, 直至明代都有文献记载。
那么，古人是如何实现夏造冰的呢？主要有两种方法：一种是利用硝石溶解吸热的原理；另一种是利用气体绝热膨胀降温的原理。
硝石溶解吸热法
唐朝末期,人们在生产火药时开采出硝石。它是一种白色味苦的晶体，是矿产，喜欢待在低温的墙脚下，颜色如霜，因此又被人称为“墙霜”。 人们在无意中发现硝石溶解于水时会吸收大量热量，使水温降低，甚至结冰。
于是很快有人利用硝石的这种特性，在夏季制作冰饮料，将糖和一点香料溶在水中，然后将水放入罐内；取一个大盘，在盘内盛上水，将罐置于盘水内，不断地在盘中加入硝石，结果罐内的水结成了冰。 尝一口，又凉又甜，直冰到肚子里。
到了宋代，市场上冷食的花样就多起来了，商人们还在里面加上水果或果汁。 元代的商人甚至在冰中加上果浆和牛奶，这和现代的冰淇淋已是十分相似了。
气体绝热膨胀降温法
《淮南万毕术》中记载了比较具体的“夏造冰”方法:“取沸汤置瓮中，密以新绿，沈（井）中三日成冰”。
科学家研究夏造冰的可能性，也是从这延伸展开的。中国科大科技史与科技考古系李志超认为，古人可能是通过气体绝热膨胀降温实现“夏造冰”的原理, 并指导硕士生赵虹君做了一个“造冰”的示意性实验:“ 取一升容量的玻璃球形瓶, 内装少量水, 用橡皮塞密封，塞上穿有玻璃管, 其下端直到瓶底, 瓶内放一支温度计，玻璃管外端用橡胶软管接上, 软胶管上装一个可调松紧的夹子”，通过模拟实验原则上证明了 :沸水密封冷却, 然后缓慢放气可以得到低温 。
总结来说，在夏天使用热水，低压下水快速蒸发时会吸热制冷，只要空气湿度小，气温也合适，瓮的容积大，密封效果好的确是可能造出少量的冰。 如果要得到更大的结冰量，还得增大瓮的容积，降低瓮外空气相对湿度。 大气相对湿度越小，瓮的容积越大，结冰量也越大。
西方古代的制冰技术
西方古代的制冰技术和中国古代有所不同，主要是利用盐水或酒精溶液的低凝固点来降低水的凝固点，从而使水在低于0℃时结冰。
盐水溶液法
盐水溶液法是最早出现在西方的制冰技术之一。据记载，公元前400年左右，希腊哲学家亚里士多德就发现了盐水溶液的低凝固点，并用它来制作冰饮料。
盐水溶液法的原理是：当盐溶解于水时，会降低水的凝固点。一般情况下，纯水在0℃时结冰，但如果加入盐，就需要更低的温度才能结冰。例如，如果加入10%的盐，水的凝固点就会降到-6℃；如果加入20%的盐，水的凝固点就会降到-16℃。
因此，如果将盐水溶液放在比它温度更低的环境中（例如雪或冰），就可以使盐水溶液结成冰。同时，由于盐水溶液在结冰时会释放出潜热，也会使周围的雪或冰融化。这样就形成了一个循环：雪或冰融化时吸收热量，使盐水溶液结冰；盐水溶液结冰时释放热量，使雪或冰融化。
酒精溶液法
酒精溶液法是另一种西方古代的制冰技术，主要是利用酒精的低沸点和低凝固点来制冷。酒精的沸点是78.29℃，凝固点是-114.14℃，比水都低得多。
酒精溶液法的原理是：当酒精溶液与水混合时，会发生体积收缩和热量放出的现象。这是因为酒精分子和水分子之间有氢键的作用，使得混合后的体积小于混合前的体积之和，同时释放出能量。
因此，如果将酒精溶液与水按一定比例混合，然后将混合物放在比它温度更低的环境中（例如雪或冰），就可以使混合物结成冰。同时，由于混合物在结冰时会释放出潜热，也会使周围的雪或冰融化。这样就形成了一个循环：雪或冰融化时吸收热量，使混合物结冰；混合物结冰时释放热量，使雪或冰融化。
据记载，公元前200年左右，埃及人就已经掌握了酒精溶液法，并用它来制作冰镇饮料和冰淇淋。 他们将葡萄酒或啤酒与水按一定比例混合，然后将混合物装在陶罐中，放在夜晚的沙漠中。由于沙漠夜晚的温度很低，而且空气干燥，所以混合物很快就会结成冰。
到了中世纪，欧洲人也开始使用酒精溶液法来制作冰镇饮料和冰淇淋。他们将葡萄酒或白兰地与水按一定比例混合，然后将混合物装在锡罐或铜罐中，放在盛满碎冰和盐的木桶中。由于盐水溶液的低凝固点，可以使碎冰保持低温，并加速混合物的结冰过程。
中西方古代制冰技术的对比
通过以上的介绍，我们可以看出中西方古代制冰技术有以下几点不同：
总之，中西方古代制冰技术都体现了人类对自然界的探索和利用，也为后来的制冷技术的发展奠定了基础。但是，由于受到物质条件和科学水平的限制，中西方古代制冰技术都不能达到大规模、高效率、低成本、高品质的制冷效果。直到19世纪末，人类才发明了利用压缩机和制冷剂来实现人工制冷的技术，从而开启了现代制冷时代。
