冰的妙用 第2期

1 运碑

在山东曲阜的孔府中，有一处著名的碑林。其中的石碑的石料多取自附近的山上，只有一座被称为碑王的乾隆皇帝钦赐的御碑，其石料取自北京的西山。这座碑的碑身和碑座都有十几吨重，在当时没有起重机和载重汽车的情况下，人们是如何运输的呢？原来，石碑先是乘船自北京顺京杭大运河而下，到济宁下船上岸。在从济宁到曲阜的沿途，每隔五里打一口井。隆冬，取水泼洒路面，待水结成冰后，将石碑在冰面上移动。因为冰的熔点随压强的增大而降低，而石碑在冰面上会对冰面产生很大的压强，使冰熔化，形成一层很薄的水层，起到作用，大大减小了摩擦，再移动石碑就轻松多了。

2 筑城

大家对古典文学名著《三国演义》都不陌生，曹操在征讨西凉时，为低挡西凉兵的攻击，采纳谋士荀攸的建议，取渭河沙土筑城。但由于沙土不实，筑起便倒。正在曹操一筹莫展之时，有位道号梦梅居士的老人来献计，提醒曹操利用天时。当时为农历的九月将尽，天气爆冷，晚上，让士兵担土泼水，随筑随冻，等到天明，土城已筑成。马超见了，疑为神助。另外，据记载，北宋杨家将的第二代大名鼎鼎的杨六郎，在守遂城时，正值隆冬，杨六郎命人担水浇在城墙上，一夜之间就冻成了坚冰，城墙光滑难登，辽军无法继续攻城，只好撤退。

3 建房

生活在北极圈里的爱斯基摩人，每当冬天到来之前，都要建造冰屋。他们先把冰加工成一块块规则的长方体，作为“砖”，用水作为“泥”。在选择好的地方，泼上一些水，垒上一些冰块，再泼一些水，再垒一些冰块，前面的不断垒着，后面的不断地冻结着，最后就成为一个冻结成整体的冰屋。门口再挂上兽皮门帘，就既可将寒风拒之屋外，又使屋里的热量几乎不能传到屋外。从而使冰屋内的温度可保持在零下几到十几摄氏度，这相对于零下五十多摄氏度的屋外，要暖和多了。爱斯基摩人穿上皮衣，下面再铺上兽皮，在冰屋里就可以安全过冬了。

4 取火

常言道：水火不容。而用水冻成的冰来取火，真有点令人匪夷所思，但事情往往就这么奇妙。据记载，有一支南极探险队，在向南极进发途中遭遇暴风雪。在与暴风雪搏斗的过程中，负责保管火种的队员将盛放火柴和望远镜的袋子丢失，大家都清楚这对他们将意味着什么。但这并没有难住聪明的探险队员们，待暴风雪过去天空放晴后，他们用冰块削制了一个凸透镜。让冰凸透镜对着阳光，在其焦点处放上一些易燃物，结果使易燃物燃烧了起来。这利用的是凸透镜对光的会聚作用。这种取火方式在西汉时期的《淮南子》一书中就记载，书中写道：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”2006年在哈尔滨举行的全国第四届特奥会的圣火采集就是采用的这种方式。

5 采石

放炮崩山，用炸药采石，这似乎是天经地义的劈开岩石的方法，但这种方法既不安全也不容易控制。其实，在炸药发明之前生活在美洲的印地安人就掌握了一种奇妙的劈山采石方法。当寒冬来临之际，他们在山上把需要裂解的楔形缝中灌满了水，当气温下降到滴水成冰的时候，这些水便都冻成了冰。因为水结成冰时体积要增大，受到阻碍就会产生很大的力，使得岩石不劈自开。解放初，修筑川藏公路时就应用了这种方法。

6 焊接

美国一家工厂要生产一种特殊用途的钢铝双层罐，即在钢罐内表面上要压接一层厚度为0.25mm的铝片，焊接专家、锻压专家都束手无策，后来“圣迪亚”实验室的科学家解决了这一难题。他们先把薄薄的铝片做成钢罐内模形状放入钢罐内，然后向钢罐内注满水并插入冷却管，封闭罐口启动制冷设备使水结冰，同样由于水结冰时体积增大，会产生巨大的压力将铝片压在钢罐内壁上，当铝片与钢罐足够近时，二者的分子间距离很小，分子间的引力就使铝片和钢罐牢牢的粘在一起。这与爆炸焊接技术有共同之处，不同的是，爆炸焊接技术是将金属表面清洁后靠在一起，然后靠爆炸产生的巨大压力，将两金属压接在一起。

7 刮漆

油漆是铁及其他易生锈的金属的保护外衣。喷好的油漆使用一段时间后，会脱落或附着力下降，需再次喷漆。再次喷漆之前，要先将斑驳的油漆去掉，怎么去掉呢？用刀子刮，费时费力；用火烧，污染环境。有没有更理想的方法？前苏联的一位工程师做过一个试验，在汽车车身上泼上水。当时正值数九寒冬，气温在零下30多摄氏度，滴水成冰。当他用木棒轻轻敲击那结了一层冰的车体时，车体上的漆层纷纷脱落下来。其道理在于水结成冰时，就与油漆层冻结在一起，并且水结成冰时体积要增大，会促使漆层移动，而车体遇冷后收缩。大家只需想一下用刀子刮漆的情形，就不难明白其中的道理。用刀刮，是车体不动，只让漆层移动；而冰冻的方法，是使车体和漆层同时向相反的方向移动。二者有异曲同工之妙，但冰冻的方法却可收事半功倍之效。

8 打捞

关于打捞沉入水中的物体，大家都听说过怀丙和尚打捞大铁牛的故事，现代常用的是“浮筒打捞法”，1997年1月28日打捞一代名舰中山舰时，用的是“双驳抬撬法”。现在有人想到，冰的密度小于水的密度，冰浸没在水中时，受到的浮力大于自身重力要上浮。所以，设想可以设法使沉船中的水结成冰，当达到一定程度时，冰就可带着沉船自动浮上来。

9 造船

对，造船！并且是航空母舰。是不是有点荒谬？但千真万确，实有其事。

1942年10月，英国间谍杰弗里・派克上书海军上将蒙巴顿，建议盟军在北极海域挑选巨大的冰块，经过处理后拖到大西洋作为飞机的基地。蒙巴顿又将这个大胆的设想告诉了首相丘吉尔，而后澳大利亚籍的天才物理学家马克斯・佩鲁茨又试制出坚硬程度不亚于水泥的冰。

1943年8月，英国首相丘吉尔和美国总统罗斯福，在观看了这种“冰块水泥”的强度试验后，决定建造一艘“冰山航母”。根据设计，这艘航母长610m，宽61m，厚4.6m，排水量22万t。并且舰上装有强力制冷设备，可随时冰冻舰体，这样冰山航母即使在热带海域航行也不至于融化。当他受到攻击时，只需在受伤处注入冰水进行冷冻，很快就能修复，因而冰山航母是不会沉没的。为保险起见，技术人员先建造了一艘排水量1000t，长20m，宽9m的模型进行试验，这个模型在水温15℃的水面上试航效果不错，在盛夏也没融化。

至此，在技术条件和物质条件上制造“冰山航母”可谓是万事俱备，不过，后来由于其他方面的种种原因，人类制造“冰山航母”计划最终胎死腹中。