登陆注册
6711400000018

第18章 热学理论与实践

对于热的本质,古代学者进行了深入研究,提出了颇有见地的见解,在物理学历史上留下了宝贵财富。古代学者研究了热传播与热保温,热膨胀与热应力,并将这些热学理论应用到日常器具的制造及工程等实践中。

有一次,宋徽宗拿了10个紫琉璃瓶给小太监,让小太监命令工匠在瓶里面镀一层金。

工匠都表示无法做到,说:“把金子镀在里边,应该用烙铁熨烙使金子平整才行。但是琉璃瓶的瓶颈太窄,烙铁无法到达应到的位置。而且琉璃瓶又脆又薄,耐不住手捏,一定要镀金的话,瓶子肯定要破碎。我们宁愿获罪,也不敢接这个活。”

后来小太监在民间看见锡匠给陶器镀锡的工艺很精巧,就试着拿了一个琉璃瓶请他们帮他在内壁镀金。锡工让小太监第二天去取。

果然,第二天琉璃瓶已镀好。小太监让锡匠和自己一同入宫,并向皇帝禀报了此事。

皇上把宫中工匠全部召集起来,又拿了一个琉璃瓶给锡匠,观看锡匠如何镀金。

锡匠取金凿至薄如纸,然后裹在瓶外。

宫中工匠说:“如果这样,谁都能做。我们本来就知道你是俗工,何必来宫中献丑!”

锡匠也不辩解,只见他剥掉所裹金箔,压在银筷子上,插入琉璃瓶中,再输入水银,掩住瓶口,左右摇动,以使水银涂镀在瓶胆上,没有一点缝隙。

这时,宫中工匠方始愕然相视。皇上大喜,重重赏赐了锡匠。

这条史料出自《夷坚志》,是目前所能找到的我国古代水瓶保温技术的最早的记录。而锡匠的做法大体是符合保温瓶制作技术的。

在我国古代,热保温与热传播不仅是工匠们十分重视的一项技术,更是研究者关注的研究课题。事实上,对于类似的热的本质,我国的“五行学说”与“元气论”都有自己的说法。

“五行说”认为构成自然的5种基本元素中就有“火”,而“火”有“燥热”之性,就是热的具体化。

在《墨经》一书中,墨家根据“五行说”解释自然现象,认为木是由水、土、火元素组成的。这是根据树木的生长必须要有水分、土壤与阳光这一农业生产的长期经验所得出的结论。

墨家把燃烧看成“火”元素脱木而出的表现。这个解释后来一直流传着。例如北宋时期学者刘画在《刘子·崇学》中也明确指出:

“木性藏火……钻木而生火。”属于相类似的思想认识。

“元气论”把热看成是一种“气”,它的集中表现是燃为火。所以《淮南子·天文训》有“积阳之热气生火”的说法。

王充《论衡·寒温篇》解释冷热也说是“气之所加”。而关于热的传播,王充试图对热传播的本质加以解释。

王充认识到热是从高温向低温传播的,并且是通过某种物质的;受热物体所得到热的多少跟它距离热源的远近有关,近热源者得热多,远热源者得热少。

曾侯乙墓出土的两件保温的盛酒器,已有2400多年的历史。这种保温的盛酒器由内外两个独立的容器组成,里面的方形容器是盛酒的,外面的方形容器在冬季用来盛热水。

由于外面容器的容积很大,所以热容量也十分大,能有大量的热传给里面容器中的酒,使酒温很快升高,并达到一定的温度,趋于热平衡。这样,壶中的酒得以保温。

在夏季,外容器储冰,同样也可以保温。有了它,在寒天可以喝到暖人肠胃的汤浴温酒;在热天则可以喝到沁人心脾的冰镇美酒。

对于热膨胀与热应力问题,我国古代制造精密器具时,为了避免器具受温度和湿度的影响而发生形状和体积的变化,很注意选料。

把热膨胀与热应力用之于工程也很常见。战国时期蜀郡太守李冰,在今宜宾一带清除滩险用火烧石,再趁热浇冷水之法。

东汉初四川武都太守虞诩,曾主持西汉时期水航运整治工程,为了清除泉水大石,也用火烧石,再趁热浇冷水,使坚硬的岩石在热胀冷缩中炸裂,以便开凿。

这种“火烧水淋法”后世也有应用。比如明清时期也曾用“火烧法”或叫“烧爆法”来开矿。在金属冶炼技术中,由于温度变化范围大,热应力问题最值得注意。殷商时代的青铜铸造工艺中,就设法尽量减少热应力。

例如殷代中期的盛酒青铜器“四羊方尊”,它的羊角头采用“填范法”铸成中空,泥胎不拿出。这种方法不仅节省了青铜,更重要的是可以避免在冷缩过程中由于厚薄关系而引起缩孔和裂纹。

同时期一些青铜器的柱脚或粗大部分,也采用这种方法,只有柱脚最末端一二十厘米是铸成实心的。这种填范法是为了减少热应力。3000多年前减少热应力的“填范法”与后来增大热应力的火烧法,都从不同侧面显示了我国古代对于热膨胀与热应力的认识。

同类推荐
  • 三国之皇帝养成系统

    三国之皇帝养成系统

    哎呀,关二爷怎么跟宇文成都打起来了。张飞你怎么坐在那不动呀?哎他们太强了打也打不过呀。哎哎孔子不要动手吗?收名将,泡美人,战英豪。醉卧美人膝,醒掌天下权。而看我塑造不一样的经典
  • 游魂洗心录

    游魂洗心录

    有志青年穿越到宋朝,魂魄附在宿主何春身上,在异时空里他该如何生存?倒卖后世诗词文章?不行,会出人命的。考科举当官发财?十年寒窗谈何容易?他以为穿越很好玩,穿越后才发觉必须遵循一条铁律:不能将后世的东西带进本时空。否则就要遭受天谴,分分钟死于非命。唯一能依靠的只有自己的智慧。他能穿,别人也能穿。这里有他的同类,同类不一定是朋友。金手指?当然有,不光有,而且还很逆天。但也不是白送的,先慢慢练吧。穿过来麻烦一大堆,好处也不少。他不改变历史,历史因他而改变,等他去书写。且看地痞何春如何笑料百出地玩转大宋……
  • 野蛮文明

    野蛮文明

    在遥远的上古,那时候大陆又兽人统治平原,由精灵统治丛林,由鱼人统治大海,由矮人,地精统治山丘。人类的力量不如兽人,美貌与智慧不如精灵,无法在大海之中生存,也没有矮人与地精联盟的高超科技。他们只能够卑微活着,没有自己的文明,分散成大大小小的部落,卑微的在夹缝之中求存。在大河流域的华族部落,一个疯狂的老者突发奇想,他将模拟一场年轻时在兽人萨满族的见到的仪式,希望能够唤醒属于人类的先祖,获得与兽人一般强大的力量。
  • 悍妾

    悍妾

    唐秋穿越第一天就“被”成婚,娇妻艳若画中仙子。曾经荣华于一身,如今家徒四壁。贫贱夫妻百事哀。很快祸事临头,有人抢婚,图的并非他娇妻的美色,只因唐秋光芒太耀眼。英姿飒飒的女将军,官宦世家的千金小姐,谜一样的流落公主,还有那不开窍的小妮子……人非圣贤,美色当前,来者不拒。家有悍妻非我愿,等过上了愁云惨淡的日子,唐秋悲呼哀哉:“大姐们,退货行不行?”PS:面对家庭暴力,一定要勇敢说“NO。”
  • 唐朝科学家

    唐朝科学家

    一个来自现代的科学家在一次人脑电波的实验中,意外身亡,来到了大唐贞观时代,且看牛人在古代是怎样混的风生水起。大家快来围观吧。
热门推荐
  • 尊——殇

    尊——殇

    一次轮回,一把诡异的剑跟随我來到地府,是命运的牵引,还是前世的束缚?万年之久的爱恨情仇,最终会以怎样的结局落幕。
  • 凉风木槿幻夕雾

    凉风木槿幻夕雾

    一朝重生来到古代一个有父母疼爱,关照的世界,她幸运成为雪域集万千宠爱于一身的公主,父皇说整个大陆任你闯有雪域给你做后盾,母后说女孩子就要好好的享受生活,做自己想做的十七岁那年,淳于凉沨闯入她的世界,给她下了烙印誓要宠她一辈子,当世人沉迷于她的才华,宁一掷千金甚至江山换美人倾心时,淳于凉沨却紧紧抱住雪木槿,向世人宣告她是我的。
  • 太平仙宝

    太平仙宝

    三千大道诸般法,五楼城下授长生。上到苍穹摘日月,下入幽冥问鬼神。少年王通,自幼孤苦,儿伴惨死后遵其嘱咐努力活下去。群星降世,仙门大开,藩王争霸天下,三千大道,旁门无数,天地若洪炉,众生如蝼蚁,王通势要离经叛道,逆行而上,杀出个朗朗乾坤。
  • 陌途谁为我描绘未来

    陌途谁为我描绘未来

    不是说好了吗?要当你一辈子女朋友的,怎么就离开了?不是说好了不哭,脸上凉凉的是什么?“炫,我可以借你的肩膀吗?”“我的肩膀一辈子都是你的。”“对不起,对不起。。。。。我不配。”“不,你是唯一的娃娃啊!”皓轩,我们还有没有未来?也许……离别就是最好的结局……文不是很悲,就是有点小虐。。。。。
  • 人类的危机

    人类的危机

    在一个下雨的夜晚,T病毒从一位叫王宸睿的医生中爆发出来。
  • 武裂帝道

    武裂帝道

    “天地不仁,以万物为刍狗,强者不仁,视人命如草芥,我必逆天而上,踏破天地幽幽.......”林氏豪族的废柴从弱者步入顶点的悠久史诗。
  • 微风吹来晴天

    微风吹来晴天

    “新哥哥,你等等我。”“我说了,你不要在跟着我了。”“叶新,不管你相不相信,我都不会放弃你的。”“晴一,我也不想的。”
  • 噩梦的彼岸

    噩梦的彼岸

    一次调查死亡的案件,让身为大学生的韩洛对这个世界有了重新的认识。在学校里他被人当成笨蛋的自己,究竟是什么人,这个世界又真的像肉眼所见的那样真实吗?
  • 双人行火影

    双人行火影

    从失败中记住教训,从成功中汲取养分。——樱命运就是一条路,在我自己脚下。——佐助也许会有金手指,不努力也是徒劳。——作者
  • 情道仙道

    情道仙道

    任你天下第一,修为再高,但始终还是抵不过一个情字。“紫剑在吾手,笑谈生死劫。孤夜破晓时,朝露叶中回。染血战沙场,一剑灭不平。”一句剑招一个故事,一个故事见证主角的一段成长,且看他如何以情铸道,以己情道为后人造就成仙大道!!!