制冷水瓶是一种容器,它是用没有烧过的黏土做成的。它的性能十分有趣,将水装在里面的话,可以变得比周围的物体凉一些。有很多南方民族都在使用这种水瓶,因此它有很多不同的名字。在西班牙,人们把它叫作“阿里卡拉查”,在埃及,人们把它叫作“戈乌拉”……
这些水瓶制冷的原理非常简单:瓶内的液体在透过黏土水瓶壁慢慢往外渗的时候,会逐渐蒸发。这样的话,容器和水的一部分热量就被带走了。
旅行家们在日记里曾经这样写道:
关于这种容器的制冷作用非常强这个说法,是错误的。制冷水瓶本身的制冷作用并不是很明显,它的作用大小取决于很多外在的条件。当外面的空气越热,液体渗透到容器外时就会蒸发得越快,容器里面的水也就会越快变凉。另外,它和周围空气的湿度也有很大关系。空气中的水分越多,蒸发得也就越缓慢,容器里的水冷却就越难了。与此相反,如果空气中的水分很少,非常干燥,那蒸发得就会很快,热量散开得也就快了,这种容器的制冷作用就会更加明显。此外,风也能加速蒸发,有助于制冷。关于这一点,我们可以很容易证明:如果穿着湿的衣服,站在温暖有风的户外,你就会觉得非常凉快。还有一点需要说明,制冷水瓶里的水,温度下降幅度其实不会超过5℃。在南方非常炎热的地方,当温度计指示为33℃的时候,制冷水瓶里的水温是28℃,和温水浴池的温度是一样高的。可以发现,这种冷却功能其实并没有多大作用。不过制冷水瓶可以让冷水的温度保持不变,不让冷水变热,这也是制冷水瓶的主要用途。
我们可以用数字算一下这种制冷水瓶里的水到底可以冷却到什么程度。
假设我们有一个可以装5升水的制冷水瓶,已有0.1升的水蒸发了。在天气温度为33℃时,蒸发1升(也就是1千克的水)需要的热量大约是580卡 。已知瓶内的水已经蒸发了0.1升,也就是说已经消耗掉58卡的热量了。如果消耗的热量全部都来自瓶里的水,那么瓶内的水的温度就会降低
(大约是12℃)。但是,实际消耗的热量并不完全来自瓶内的水,其中一大部分来自瓶壁和瓶壁周围的空气。不止如此,瓶里的水因热量蒸发,它一边在冷却一边又会因获得热量而变热,这些热量来自贴在瓶外的热空气。所以,瓶里的水冷却的温度只有上述计算数据的一半左右。
那么制冷水瓶的制冷作用是在太阳下更好一些,还是在阴影下更好一些呢?这一点就很难确定了。因为虽然太阳能够加快蒸发,但是同时也会加强热传递。也许,把制冷水瓶放在微风中的阴影下是最有效的。