要在宿舍用硝石制冰要先看看古代人怎么做的
在古代,硝石制冰是比较麻烦的。
看到这个问题,其实我自己也比较好奇,所以来大致的估算了下。————————————————————
首先考虑夏天水结成冰所需要放出的热量。
先设夏天室内温度30℃,在一个标准大气压下水温在25℃左右,水结冰可以分为水从25℃降到0℃放热,再从0℃结冰放热两部分。
根据Q=cmt,水比热容4.2×10³J/(kg·℃)取一升水,即一千克水。那么t 25→0℃释放105千焦热量。
0℃时一克水结成冰要释放80卡热量即334.8焦,我们只取334J,那么一千克要释放334KJ。
所以估计水从夏天的常温下结冰要释放439KJ热量。
接下来考虑硝石。
硝石的主要成分硝酸钾,KNO₃。工业级硝石纯度可以达到99.0%以上。那么暂时不考虑杂质。KNO₃溶解热34.89KJ/mol。参考一下其他资料在20℃时KNO₃溶解度在31.6g左右,那么设25℃时,溶解度为35g,硝酸钾摩尔质量101g/mol。
(这里是部分溶解焓表)
计算可得到要吸收439kJ热量需要1270.8gKNO₃,KNO₃密度2.109g/cm³。也就是要602.57cm³。
前后对比一下就知道这不现实,1000cm³的水要溶解602.57cm³的硝酸钾才能制成冰。还没有考虑硝石杂质和温度下降时,硝酸钾溶解度下降过饱和析出放热的问题。所以硝石直接加到水里制冰是行不通的。
那么接下来看看古代人是怎么制冰当然夏天用得起冰的都是大富大贵者平民百姓都是用井冰镇的,在北方,冰块一般都是冬天自然加人为干预制造然后藏入冰窖的,这样成本低,规模大,一般明清时代皇家的冰应该是这样的,而在暖和点的南方,这种方式是不可行的,难免要用到人工方法,就是用小罐子装水放到装水的大罐子里,往大罐子加硝石直到小罐子的水结冰。然后将硝石蒸发结晶重复利用。
那么这种方法应该可以应用到宿舍制冰。
(以上观点仅为我的个人思考)当然我感觉这种土法制冰是比不上现代工业压缩机制冰的,随便几百块买个可以冷冻的宿舍小冰箱方便还快。