至關重要且效果顯著的作用，其核心原理在于降低溫度并維持低溫環境。它的作用大小和有效性取決于多種因素，但科學依據非常明確。
冰塊發揮作用的科學依據
相變潛熱（核心原理）：
- 當冰從固態（0°C）融化成液態水（0°C）時，需要吸收大量的熱量（稱為熔化熱或熔解潛熱），約為 334 焦耳/克。
- 這個數值非常大。相比之下，將1克水升高1°C只需要大約4.18焦耳（水的比熱容）。
- 這意味著：冰塊融化時吸收的熱量遠大于單純降低水溫度所吸收的熱量。 這是冰塊降溫效果強大且持久的根本原因。它像一個巨大的“熱量海綿”，通過融化過程持續吸收周圍環境的熱量，從而顯著降低并維持低溫。
低溫環境：
- 冰融化時，冰水混合物的溫度會穩定在0°C（在標準大氣壓下），直到所有的冰都融化完。
- 這個 0°C 的低溫環境 對于保存物品（尤其是食物）至關重要：
- 抑制微生物生長： 絕大多數導致食物腐敗和食源性疾病的細菌、酵母菌和霉菌在接近0°C時生長繁殖速度會變得極其緩慢，甚至停止。這大大延長了食物的安全保質期。
- 降低酶活性： 食物內部和微生物產生的酶在低溫下活性降低，減緩了導致食物變質的生化反應（如褐變、軟化、風味損失）。
- 減緩化學反應： 許多導致食物變質的化學反應速率在低溫下會顯著降低（遵循阿倫尼烏斯方程）。
熱傳導：
- 冰塊通常直接或間接（通過容器）與被保存的物品接觸。
- 熱量會從溫度較高的物品通過熱傳導的方式傳遞給溫度較低的冰塊（或冰水混合物），導致物品溫度下降。
對流（在冷藏箱/保溫箱中）：
- 在相對封閉的空間（如冷藏箱、保溫箱）內，冰塊融化形成的冷水和冷空氣密度較大，會下沉。
- 溫度較高的空氣密度較小，會上升。
- 這種冷熱流體的循環（對流）有助于更均勻地降低整個箱體內的溫度。
冰塊能發揮多大作用？
冰塊的作用效果取決于以下幾個關鍵因素：
降溫幅度： 冰塊能將被保存物品及其周圍環境的溫度降低到接近
0°C（在標準大氣壓下，冰水混合物狀態）。這對于需要冷藏（通常指0-4°C）的物品（如生鮮食品、奶制品、某些藥品）來說，是
非常理想且有效的溫度。對于需要冷凍（-18°C或更低）的物品，普通冰塊
無法達到所需溫度。
維持低溫時間：- 冰塊的作用是有時間限制的。一旦冰塊完全融化，冰水混合物的溫度會開始上升（如果環境溫度高于0°C）。
- 維持時間取決于：
- 冰塊初始量： 冰越多，吸收熱量的潛力越大，維持低溫時間越長。
- 保溫容器的隔熱性能： 高質量的冷藏箱/保溫箱能有效阻隔外部熱量進入，顯著延長冰塊維持低溫的時間。在開放空間或隔熱差的容器中，冰塊融化極快。
- 環境溫度： 環境溫度越高，外部熱量侵入越快，冰塊融化越快。
- 箱體開啟頻率： 頻繁打開箱體會讓大量熱空氣進入，加速冰塊融化。
- 被保存物品的初始溫度： 放入的物品溫度越高，需要消耗的冰塊冷量越多，融化越快。
抑制腐敗/變質：- 在0°C左右的環境中，微生物生長和酶促反應被極大抑制。對于易腐食品（肉類、海鮮、奶制品、切開的蔬果等），使用冰塊可以將安全保質期從幾小時（室溫下）延長到1-3天甚至更長（取決于食品種類和保存條件）。
- 對于需要保持低溫活性但非冷凍的藥品（如某些疫苗、胰島素），冰塊也能提供必要的低溫環境，防止失效。
其他應用：- 冷敷： 利用冰塊的低溫收縮血管、減輕腫脹和疼痛、降低局部組織代謝速率。
- 降溫飲品： 快速降低飲料溫度。
- 緊急降溫： 在無電力情況下，為小空間（如車載小冰箱）或人體提供臨時降溫。
局限性（冰塊作用受限的情況）
無法達到冷凍溫度： 僅靠冰塊無法將物品溫度降到0°C以下（除非使用特殊混合物如鹽冰，但鹽冰溫度更低且可能不適合直接接觸食物）。
時間限制： 融化后作用消失，需要持續補充冰塊。
濕度問題： 冰塊融化會產生水，可能導致物品被水浸泡或在高濕度環境下保存的物品（如某些干貨、電子產品）受損。
溫度均勻性： 在大的或不規則的空間里，可能難以保證所有區域溫度都均勻維持在0°C左右，離冰塊遠的區域溫度可能稍高。
依賴環境： 在炎熱或開放環境下，效果大打折扣，必須配合良好的保溫措施。
總結
冰塊在保存物品（特別是需要0°C左右冷藏環境的物品）時能發揮巨大且關鍵的作用。其核心科學依據在于相變潛熱——冰融化時吸收大量熱量，能高效地將物品及其周圍環境溫度降低并維持在接近0°C的水平。這個低溫環境能有效抑制微生物生長、降低酶活性和化學反應速率，從而顯著延長易腐品的安全保質期。
然而，冰塊的作用受時間限制（會融化），無法達到冷凍溫度，且效果高度依賴保溫容器的性能和環境溫度。了解其原理和局限性，才能更有效地利用冰塊進行物品保存。在需要長時間、超低溫或精確溫控的場景下，機械制冷設備（冰箱、冰柜）是更可靠的選擇。
