哈尔滨已经在储备明年冬天的冰了！10万立方米的冰怎么扛过炎炎夏日？
来源： 科普中国 发布时间：2024-01-30
要问最近哪个城市最火热，哈尔滨可以说是当仁不让。冰雪大世界吸引了无数游客蜂拥而至，“冻梨摆盘”“红薯配勺”“老虎卖萌”等花式玩法和热情服务更是让游客乐不思蜀，让本地人直呼陌生。
图源：央视新闻
本届冰雪大世界用冰量大概是 25 万立方米，其中 10 万立方米的冰是之前一年就已经采集好的！而下届冰雪大世界的冰也已经开采了！
10 万立方米，差不多是 6-7 个标准体育馆的体积。体积如此庞大的冰块，是怎么熬过炎炎夏日的？是放在了超级大冷库，还是存入了超级大冰窖呢？我们一起来看看~
图源：央视新闻
温度是如何传递的？
在了解冰的冷藏技术之前，我们先来了解一下温度是如何传递的。温度从微观角度来说是分子或原子级别的热运动剧烈程度，代表了一种能量。根据热力学的原理，这种能量可以被传递出去，途径主要有热传导、热辐射和热对流。
热传递的三种途径 图源：nuclear-power
热传导是热量沿着物体从高温段传向低温段，它跟温差和材料的导热系数有关；热对流是流体受热流体运动带来的，跟温差和热传递系数有关；热辐射是通过辐射传递的热量，它跟表面温度、斯托克斯常数、表面反射率等有关。如果想要控制热量的传递，需要从这三个角度出发。
“露天”的哈尔滨冰场
如何保证冰块度过炎炎夏日？
从松花江里开采出来的 10 万立方米冰块，并没有什么特殊的储存容器，差不多是“露天”存放的。从央视的视频画面可以看到，庞然巨物最外层的稻草已经脱落了，稻草层里面是蓝色的覆盖物，这是保温用的保温棉、岩棉等材料制成的“大厚被”。稻草层和“大厚被”层，就是冰块的保温层了。此外，冰块并非直接放置于地面上，冰与地表之间同样存在一个隔热层。整体上，冰被保温隔热层全方位包裹后，再放置在地面上。
“露天”存放的冰 图源：央视
从冰块的码放上，可以看到冰块之间基本没有空隙，码好的冰块由保温层包裹后，基本上处于密封的状态。因此，内部空间几乎没有热对流的存在。另外，“大厚被”内部不存在高温热源，也就几乎不存在热辐射了。
唯一需要处理的是热传导，尽量阻止外界对内部的热量传递，而稻草层和由保温棉、岩棉组成的“大厚被”就起到了这个作用。“大厚被”的组成材料导热系数很低，根据热传导公式，传入的热量非常有限。
内部冰块紧密贴合，减少空气流动的空间 图源：央视
不过，由于不存在完全绝热的材料，经过一个夏天之后，累计传入的热量还是会融化掉一些冰块。大概有 20%的冰会因为融化而不能使用，这些损耗的冰块大多位于表层角落处。
松花江的冰采集后能够熬过炎炎夏日，关键在于保温层是由导热系数非常低的材料制成的，虽然处于露天环境下，也能基本“隔绝”外界热量的侵入，将热辐射、热对流和热传导都降到了最低。所以看似粗糙的藏冰方式，其实并没有那么简单哦~
参考文献
[1] 刘阳，夏季话冰窖，百科知识，2012,47-48
[2] 习羽，故宫冰窖遗址改造与博物馆空间提升及再利用，中国博物馆，2023，111-115[3] 李佳，清代北京冰窖藏冰技术研究，陕西：陕西师范大学，2010
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来源丨上海科技馆
作者丨王永健 南京农业大学副教授 江苏省力学学会科普工作委员会副秘书长 江苏省首席科技传播专家
责编丨何通
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