第149章 遇事不決,量子力學(第3/4頁)
牛頓,他準備了一把工業革命的鑰匙,瓦特用這把鑰匙打開了工業革命的大門。
【瓦特之前與蒸汽機的故事,我們也曾經講過。】
【這個東西的理論基礎就是牛頓力學與熱力學。】
【熱力學和牛頓力學一樣,是物理學的一個重要分支,它研究物體的熱和溫度,大名鼎鼎的能量守恒定律就是出自於這裏。】
路小柒放了一段小動畫演示能量守恒定律。
當插著電的咖啡機正在運作的時候,產生的是電能。煮好的咖啡冒著熱氣,此時是熱能。當人喝下熱咖啡之後,身體會增加熱量。這個過程中,這三個能量是可以劃等號的。
“這就是能量守恒定律,能量不會憑空產生,也不會憑
空消失,它只會從一種形式轉化為另一種形式,或者是從一個物體轉移到其他物體。”③
【當然,蒸汽機那會兒還沒有能量守恒定律,物理學家們研究的東西還只是溫度和熱量。】
【譬如物理學家約瑟夫·布萊克。】
早在1593年,伽利略就用熱脹冷縮的原理制造出了溫度計。
後來,荷蘭的一位工人用水銀代替了酒精,讓現代溫度計的雛形出現了。
人類開始認知到溫度。
十八世紀,約瑟夫·布萊克在做實驗。
他將零度的冰塊和五十度的水混合在一起,然後插入溫度計。
冰慢慢的融化,變成了水,但在這個過程中,溫度計一直顯示是零度。
他的助手大為驚奇: 為什麽一直是零度?溫度計壞了嗎?按理來說應該會得到二十五度的水才對。
他們又做了好幾次,換了好幾支溫度計,但效果都是一樣。助手疑惑不已: 溫度不變的話?那水的熱量都跑哪兒去了?
布萊克最後推測: 或許,它們一直還在,並沒有消失,只是變為了潛在的一種能量。他把這些能量稱之為“潛熱”。
後來,科學家們將潛熱的概念更加細化了,即為物體在固態、液態和氣態之間轉化的過程中,吸收或者放出的熱量。
【對了,這位約瑟夫·布萊克是瓦特的朋友,還曾經為他的蒸汽機做出過技術指導。而瓦特本人,深受《自然哲學的數學原理》一書影響。】
布萊克去瓦特的工坊中看他正在研發的蒸汽機。
蒸汽機的雛形就放在那兒,瓦特正蹲在地上,有點愁眉苦臉。布萊克問他怎麽了。瓦特指著蒸汽機道: 之前的蒸汽機,效率太低了,可是我也沒想好要怎麽改。布萊克聽了他的話,也蹲下來細細的研究起來。
他這一看,還真看出點門道: “我最近做了一個實驗,感覺和這個現象有點關系,我說給你聽聽。
布萊克將他所發現的潛熱的實驗和原理告訴瓦特。
布萊克點點頭: “但具體怎麽設計機械,那就要靠你自己去想了。”
瓦特冥思苦想,最後,他設計了一個氣缸分離的冷凝器,冷卻水不再噴濺到氣缸內,這樣冷凝的水蒸氣始終是冷的,而工作的氣缸始終是熱的。
這就達到了布萊克所設想的效果:讓熱量不流失。
北宋。
沈括迅速的用樹枝在院子裏的沙地上畫下蒸汽機的結構圖,因為有點緊張,所以連手都稍微有些
顫抖。
畫出來後,他盯著這個結構圖開始發呆,陷入到了神思之中。
蒸汽………推動……冷凝……一邊發呆一邊嘴巴裏還要念念有詞。
他的夫人雖然之前兇悍,但看到他這個樣子卻是知道不能打擾他,開始小聲和自家貼身丫鬟說話。
這冰塊和熱水放在一起,居然溫度還那麽低?難道不應該是溫水嗎?這難道不是幾歲兒童都懂得的道理。
丫鬟也很茫然: “要不,夫人您明天試試?咱家裏還有冰塊呢。”
這時候,旁邊的沈括忽然開口道: 冰水和熱水放在一起,冷熱會中和,但冰塊和熱水,就不一定了。
他決定待會兒就試一下。他的夫人看著他春光滿面: 怎麽?你想到了?
沈括舒坦的長舒一口氣: “還沒有,不過也有些眉目了。夫人,我和你說,之前我不是一直在琢磨那燒水的壺,原來如此…
制作溫度計,然後再研究蒸汽機,沈括立刻就決定了接下來自己的工作。至於熱量、潛熱什麽的原理,等他把東西做出來再慢慢的研究吧。
有意思,沈括看向仙畫,心中浮現起滿足感,這些東西可實在是太有意思了。這不比寫文章什麽的好玩多了?
【蒸汽機出來之後,第一個意識到它的優勢和巨大作用的,就是紡織行業。】
【到了1807年的時候,蒸汽機被美國人富爾頓應用在了輪船上,十幾年後又出現了蒸汽火車。這個新型交通工具的應用,讓整個世界的連接變得更為快捷迅速。】