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2022北京冬奥会将在今天开幕。本届冬奥会是首届完全实现“碳中和”的绿色冬奥,也是名副其实的“科技冬奥”,从冬奥村里各样的智能设备,到赛场上的智慧医疗,黑科技的应用让奥运变得更加高效、环保。今天和大家分享一个有趣的知识:人类制冰技术的发展史、北京冬奥是如何实现绿色制冰的?以下:本文经授权转载自公众号”科学大院“原标题:实现制冰自由,究竟靠什么黑科技?国家速滑馆(图片来源:北京日报)北京冬奥会开幕在即,在这次冰雪盛会里,“冰丝带”国家速滑馆一直以“高科技”的形象出现。可能很多人并不理解,不就是“结冰”吗?有啥稀奇?可是你知道么,“制冰”这件事里的科技含量并不少,人类真正实现“制冰自由”还是近一百多年的事,而实现“绿色制冰”也是一个曲折的过程。我不生产冰,我只是大自然的搬运工弗朗西斯·培根说过:我们可以通过火来得到热量,但对于冷,我们必须常常到洞穴中去寻找,即使万事俱备,我们也不能大规模地得到它。早在先秦时代,古人便利用天然冰来降温、给食物保鲜和做冷饮。据《周礼》记载,当时周王室为保证夏天有冰块使用,专门成立了相应的机构管理“冰政”,负责人称“凌人”。每年大寒季节,古人就开始凿冰储藏,他们认为这时的冰块最坚硬,不易融化。管理藏冰事务的官吏监督奴隶、农民到水质好的地方凿采冰块,藏到预先准备好的冰窖里。冰窖都建在阴凉的地方,深入地下。用新鲜稻草跟芦席铺垫,把冰放到上面之后就覆盖稻糠、树叶等隔温材料,然后密封窖口,待来年享用。总之,在古代炎热的夏日,没有冰箱、空调这些电器,人们想得到一点清凉往往都要付出巨大的代价,冰块是只有王公贵族才能享用的奢侈品,更不用谈大规模开展滑冰、滑雪这些娱乐项目了。火药工匠与炼金术士,居然首次制成了冰大约到了唐朝末期/欧洲的中世纪,工匠和炼金术士们在生产火药时开采了大量硝石。他们偶然发现,硝石溶于水时会吸收大量的热,能使周围的水降温直至结冰。于是他们将水放入罐内,取一个更大的容器,在容器内放水,然后将罐子放在容器内,并不断地在容器中加入硝石,结果罐内的水结成了冰。这个过程的原理是:硝石是一种白色味苦的晶体,化学名称叫硝酸钙,它溶解于水时会吸收大量热量,使周围温度降低以致结成冰。硝石溶于水后,可以用降温结晶法或蒸发结晶法将硝石再提出来重复使用。但提纯能制冰的硝石极其困难,制冰又要耗费大量人工,人类制冰的代价仍然十分高昂。终于发现了能量与热量的秘密1659年英国科学家罗伯特·波义耳把一只鸟放入了广口瓶中,紧接着用真空泵吸出瓶内的空气,不出所料,这只鸟很快就一命呜呼。但是,蹊跷之处在于这只鸟被冻僵了[1]。油画:鸟在空气泵中的实验(图片来源维基百科)[2]当时的人并没有搞清楚这件事的原理,直到18世纪蒸汽机的发明,让人类意识到热量与能量是可以相互转化的,伴随着19世纪能量守恒定律的提出,