《冰雪奇缘》中的艾莎和《海贼王》中的青雉，谁的结冰能力更厉害？

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日本有这样一位漫画家——柳田理科雄，他一直热衷从科学的角度分析动漫中的那些技能设定是否合理。比如巨人死后会变成蒸气消失，究竟发生了什么？雷电侠沉睡了一万年，睡那么久真的没问题吗？今天，给大家带来一篇柳田理科雄在《空想科学「理科」読本》（《空想科学理科读本》）对艾莎和青雉结冰技能的比较。我的高中老师肯定想不到，有一天我会用动漫补习物理知识……
《冰雪奇缘》中的艾莎和《海贼王》中的青雉，他们的共同点是可以瞬间在周围制造出冰。

艾莎手一挥，前方就会出现冰雪。大概是利用空气中的水蒸气做成的吧。从阿伦戴尔王国中逃出来时，艾莎唱着“Let It Go”，转眼间就造出了一座冰城。

青雉是吃了冰冻果实的结冰人，能冻住手触碰到的任何东西。他在战斗中，用“冰冻时间”冻结了路飞。但他也有善良的一面。为了帮助老人们过海，他用“冰河时代”冻住了海面，让老人们顺利通过。

那么，这两个人在制造冰雪方面，谁更胜一筹呢？

温度不会上升的时间段

水的熔点是0℃，沸点是100℃，但并不是说到达0℃时，水

就会瞬间结成冰，到达100℃时，水立刻变成水蒸气。

在烧杯中放入冰，一边加热一边测量温度，就会得出如图1那样的图表。各阶段的特点如下。

A→B 冰的温度上升。烧杯中只有冰。

B→C 达到熔点B后， 温度暂时不会上升，图中为一段直线。

这时，冰开始逐渐融化，变成了水。烧杯中有冰水。

C→D 在C点，冰全部变成水后，水的温度会继续上升。烧杯中只有水。

D→E 达到沸点D后， 温度暂时不会上升，图中为一段直线。

这时，烧杯中的水开始沸腾，逐渐发生气化，变成水蒸气。烧杯中，水面以下是水，水面以上是水蒸气。水蒸气会向周围扩散。也就是说，烧杯中既有水又有水蒸气。

E→F 在E点，水全部气化后，就只有水蒸气了，温度会不断上升。

像这样，持续加热纯净物，在沸点和熔点处，图中会有一段直线。这是为什么呢？

请回到图2。原子或分子在液体状态下，要比在固体状态下结合的松散，运动剧烈。变成气体后，不连结在一起，运动更加剧烈。这是因为将固体变为液体时，和将液体变为固体时，都必须给原子或分子能量。

在熔化或气化期间，煤气喷灯等提供了增大原子或分子能量的热能。因此，温度不会上升。

也就是说，要把0℃的冰变成0℃的水，尽管温度不变，但必须要提供热量。这个转变所需要的热量，叫溶解热。另外，把100℃的水变为100℃的水蒸气，也需要热量，所需要的热量叫汽化热。不仅在沸腾时需要汽化热，低温蒸发时也需要汽化热。

那么，冰量增多，又会怎样呢？ 熔点和沸点不变。只不过，冰量增加后，提高温度，施加溶解热、汽化热，就需要更多的热量了。因此，如图 2 右侧的图所示，水平直线变长，表示温度上升的直线的倾斜度变小。

那么，由两种纯净物混合而成的混合物，又是什么情况呢？

物质不同的话，熔点和沸点也会不同。因此，熔化在两种物质中熔点低的物质的熔点开始，在熔点高的物质的熔点结束。沸腾也是如此。结果如图3所示，水平直线的部分是纯净物，斜线的部分是混合物。

蒸馏就是利用这个过程的一种技术。例如，乙醇的沸点78℃，水的沸点是100℃，加热乙醇和水的混合物的话，在78℃开始沸腾，到100℃沸腾结束。刚开始沸腾时，沸点低的乙醇先开始汽化。如图4所示，用橡胶管导出气体，冷却后得到液体。

这样得到的乙醇浓度高。温度接近100℃时，水的浓度就会变高。温度达到100℃后，导出的只有水。

像这样，利用沸点的不同分离液体，就叫蒸馏。烧酒、威士忌都是蒸馏酒，因此要比日本酒、红酒等酒精浓度高，容易喝醉。

蒸馏还适用于盐水、水和固体的混合物等。固体的沸点很高，这种情况下，可以得到纯净水。在海上长距离航行时，可以从海水中提取淡水的蒸馏器必不可少。

在手冢治虫先生的漫画《小飞龙》（后被改编为动漫）中，一个名叫阿钟的少年乘海豚环游了七个海域。希望他带了蒸馏器。

哪一方比较厉害？

那么，艾莎和青雉，谁的冰冻能力更强？

艾莎造出的冰城直径约为 30m，高约为 100m，形状接近圆柱。以现实中的建筑物作参照来计算，重量为2万t左右。

青雉在海面上造出的冰原，一直延伸到海面与天空相接的地方。从青雉的视角来看，地平线位于5km外的地方。假设将半径5km 以内的海域全部冻结，冰的厚度为 1m，青雉至少要造出7200万t的冰。

如果比较制造出的冰量，青雉获得压倒性胜利。不过，两人造冰的方法有细微的不同。青雉是冻结了海水，艾莎则是将空气中的水蒸气变成水后再冻成冰。把冰变成水，需要施加溶解热，把水变成水蒸气，需要施加汽化热。反过来操作的话，就需要夺去溶解热或汽化热。

这样一来，二人要做的事如下所示。

青雉 降低水的温度→夺去溶解热→降低冰的温度

艾莎 从水蒸气中夺去汽化热→降低水的温度→夺去溶解热→降低冰的温度

也就是说，艾莎要多操作一个步骤。而且与溶解热、改变水的温度、冰的温度所需要的热量相比，汽化热所需的热量更多。

让我们以卡路里为单位，用数字比较一下吧。

在各个阶段，从1g的水或水蒸气中夺去的热量如下所示。

水的汽化热需要539卡路里

降低水温1℃需要1卡路里

水的溶解热需要80卡路里

降低冰温1℃需要0.5卡路里

这样的话，假设最初海水和水蒸气的温度为 25℃，冰的温度为零下10℃，两人从1g的水中夺去的热量如下所示。

青雉要把水温降低 25℃，需要1×25=25卡路里，把水变成冰，需要80卡路里，把冰的温度降低10℃，需要0.5×10=5卡路里，总共110卡路里。

艾莎把水蒸气变为水，需要 539 卡路里，加上同样要用到110卡路里，一共需要649 卡路里。比较从 1g 的水中夺去的热量，艾莎竟然是青雉的 6 倍！当然，如果是比较冰量的话，青雉是艾莎的3600倍。在热量总量方面，青雉的更多。在这里，只能说艾莎实际上要比看起来更努力。

总之，两人夺去的热量不是一点儿半点儿。如果用卡路里的千倍单位大卡来表示的话，艾莎夺去的热量为130亿大卡，青雉夺去的热量为7兆9千亿大卡。各相当于1.3万t汽油的热量和790万t汽油的热量。这样的热量贮存在体内，身体一瞬间就会蒸发。也许他们是用笔者想象不到的办法，将这些热量存在哪里了吧。这样的话，世界上的某处岂不是要变成灼热的地狱了……

在《我的英雄学院》这部漫画中，人们拥有各种各样的超能力，被看作是“个性”。轰焦冻的个性就是“半冷半热”，右手可以制冷冻结，左手可以释放火焰。原来，夺去的热量也可以用来攻击！

冻结的方法有很多种。存在多样性真的是一件很棒的事。
顺带介绍下这位奇葩的漫画家

柳田理科雄出生于日本鹿儿岛县。不要怀疑……“理科雄”就是他的本名。他出生的1961年，苏联航天员尤里•阿列克谢耶维奇•加加林搭乘“东方一号”火箭，完成了人类历史上首次太空飞行，这趟历时108分钟的太空旅程让理科雄的父亲柳田长谷男认为“未来将是科学的时代”，因此将儿子取名为“理科雄”。

不知道是不是因为名字的缘故，柳田理科雄从小就喜爱观察宇宙、天文、自然、动物与科学，还追踪过台风形成的原因与影响，从小的志愿就是成为专攻宇宙物理学的科学家。然而着迷于动漫作品的他，虽然对科学始终保持着高度热忱与兴趣，却在报考京都大学时失败，历经重考浪人生涯后才进入东京大学理科1类。1996年，创作了《空想科学读本》，因而成名。1999年，创设空想科学研究所。