哈爾濱已經(jīng)在儲(chǔ)備明年冬天的冰了！10萬(wàn)立方米的冰怎么扛過(guò)炎炎夏日？

要問(wèn)最近哪個(gè)城市最火熱，哈爾濱可以說(shuō)是當(dāng)仁不讓。冰雪大世界吸引了無(wú)數(shù)游客蜂擁而至，“凍梨擺盤(pán)”“紅薯配勺”“老虎賣(mài)萌”等花式玩法和熱情服務(wù)更是讓游客樂(lè)不思蜀，讓本地人直呼陌生。

圖源：央視新聞

本屆冰雪大世界用冰量大概是 25 萬(wàn)立方米，其中 10 萬(wàn)立方米的冰是之前一年就已經(jīng)采集好的！而下屆冰雪大世界的冰也已經(jīng)開(kāi)采了！

10 萬(wàn)立方米，差不多是 6-7 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體育館的體積。體積如此龐大的冰塊，是怎么熬過(guò)炎炎夏日的？是放在了超級(jí)大冷庫(kù)，還是存入了超級(jí)大冰窖呢？我們一起來(lái)看看~

圖源：央視新聞

溫度是如何傳遞的？

在了解冰的冷藏技術(shù)之前，我們先來(lái)了解一下溫度是如何傳遞的。溫度從微觀角度來(lái)說(shuō)是分子或原子級(jí)別的熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度，代表了一種能量。根據(jù)熱力學(xué)的原理，這種能量可以被傳遞出去，途徑主要有熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對(duì)流。

熱傳遞的三種途徑 圖源：nuclear-power

熱傳導(dǎo)是熱量沿著物體從高溫段傳向低溫段，它跟溫差和材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)；熱對(duì)流是流體受熱流體運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的，跟溫差和熱傳遞系數(shù)有關(guān)；熱輻射是通過(guò)輻射傳遞的熱量，它跟表面溫度、斯托克斯常數(shù)、表面反射率等有關(guān)。如果想要控制熱量的傳遞，需要從這三個(gè)角度出發(fā)。

“露天”的哈爾濱冰場(chǎng)

如何保證冰塊度過(guò)炎炎夏日？

從松花江里開(kāi)采出來(lái)的 10 萬(wàn)立方米冰塊，并沒(méi)有什么特殊的儲(chǔ)存容器，差不多是“露天”存放的。從央視的視頻畫(huà)面可以看到，龐然巨物最外層的稻草已經(jīng)脫落了，稻草層里面是藍(lán)色的覆蓋物，這是保溫用的保溫棉、巖棉等材料制成的“大厚被”。稻草層和“大厚被”層，就是冰塊的保溫層了。此外，冰塊并非直接放置于地面上，冰與地表之間同樣存在一個(gè)隔熱層。整體上，冰被保溫隔熱層全方位包裹后，再放置在地面上。

“露天”存放的冰 圖源：央視

從冰塊的碼放上，可以看到冰塊之間基本沒(méi)有空隙，碼好的冰塊由保溫層包裹后，基本上處于密封的狀態(tài)。因此，內(nèi)部空間幾乎沒(méi)有熱對(duì)流的存在。另外，“大厚被”內(nèi)部不存在高溫?zé)嵩?，也就幾乎不存在熱輻射了?/p>

唯一需要處理的是熱傳導(dǎo)，盡量阻止外界對(duì)內(nèi)部的熱量傳遞，而稻草層和由保溫棉、巖棉組成的“大厚被”就起到了這個(gè)作用?！按蠛癖弧钡慕M成材料導(dǎo)熱系數(shù)很低，根據(jù)熱傳導(dǎo)公式，傳入的熱量非常有限。

內(nèi)部冰塊緊密貼合，減少空氣流動(dòng)的空間 圖源：央視

不過(guò)，由于不存在完全絕熱的材料，經(jīng)過(guò)一個(gè)夏天之后，累計(jì)傳入的熱量還是會(huì)融化掉一些冰塊。大概有 20%的冰會(huì)因?yàn)槿诨荒苁褂茫@些損耗的冰塊大多位于表層角落處。

松花江的冰采集后能夠熬過(guò)炎炎夏日，關(guān)鍵在于保溫層是由導(dǎo)熱系數(shù)非常低的材料制成的，雖然處于露天環(huán)境下，也能基本“隔絕”外界熱量的侵入，將熱輻射、熱對(duì)流和熱傳導(dǎo)都降到了最低。所以看似粗糙的藏冰方式，其實(shí)并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單哦~

參考文獻(xiàn)

[1] 劉陽(yáng)，夏季話冰窖，百科知識(shí)，2012,47-48

[2] 習(xí)羽，故宮冰窖遺址改造與博物館空間提升及再利用，中國(guó)博物館，2023，111-115[3] 李佳，清代北京冰窖藏冰技術(shù)研究，陜西：陜西師范大學(xué)，2010

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作者丨王永健 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授 江蘇省力學(xué)學(xué)會(huì)科普工作委員會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng) 江蘇省首席科技傳播專(zhuān)家

責(zé)編丨何通