登陆注册
11295700000018

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
  • 天下王权

    天下王权

    这里有以虎豹为食的异兽,这里有力能抗九鼎的强者;这里有强大的兵种,这里有最强大的冷兵器战争。这里是大周王朝,一个即将破灭的国度!这是武将如云,谋士如雨,群雄并起的大时代!穿越而来的李羲将如何面对这个即将到来的大时代...
  • 清朝大历史

    清朝大历史

    本书是孟森先生清史研究的集大成之作,同时也是有关清史问题研究的代表性作品和奠基之作。
  • 明史三记之马背王朝

    明史三记之马背王朝

    公元一六五八年,明代最后一个小皇帝,南明小朝廷由广西贵州退入云南,在吴三桂,卓布泰的围追下,逃往滇西边境,晋王李定国在贡山伏兵,不料大理寺卿卢桂生告密,李定国大败,高文贵等四将战死。永历帝退入缅甸,后被缅方执拿,送给吴三桂。公元一六六二年四月被吴三桂杀于昆明。时晋王李定国,巩昌郡王白文选仍率部转战滇西,闻永历死讯,李定国病故,白文选降清。李定国部将杨容将蜀王刘文秀所献的十六万两黄金藏在道人山,欲图东山再起。多年后吴三桂反清,杨容下山投吴三桂......寻朱明后人。南明王朝始建于广东,流转湖南.广西.贵州.云南.一直在马背上流亡,至永历帝死,前后近二十余年,史称“马背王朝。”
  • 官至一品

    官至一品

    大明弘治,大明朝中兴的时代!一个刚被发了好人卡的大学生穿越来了……朝为田舍郎,暮登天子堂。将相本无种,男儿当自强。我的大明,就让我挥毫泼墨。画下金戈铁马,画下烟雨江南,画下风华绝代的美人。好吧,这就是个穿越到明朝读书,赚钱,把妹的故事。
  • 《不再孤寂的天空——评唐诗宋词》

    《不再孤寂的天空——评唐诗宋词》

    唐诗宋词,这是人类所有情感,智慧和思想结合的伟大艺术!这是千古之绝唱,举世之风流!请随作者走进唐诗宋词,从此不再孤寂!
热门推荐
  • 超越百年的人生智慧:周有光自述

    超越百年的人生智慧:周有光自述

    本书是当代著名学者、语言学家、“汉语拼音之父”周有光先生的自述文集。包括“百岁口述传记”、 “记忆的碎片”、“ 回顾语言学界往事”、“ 我和语文现代化”等几部分,自述性质的序言、后记、谈话等也都一一辑录,酌情编入。本书系周有光先生自述文章在海内外的第一次系统结集。
  • 星际初始

    星际初始

    地球的王凡和好友在一次探险中遇险,无意来到一个陌生星球,所遇到的事情不得不说,如果觉得可以一睹,请帮忙多多点击推荐,书评里也留下你的墨宝,以鞭策我继续写下去
  • 夜游江湖

    夜游江湖

    一场席卷全球的科技革命,一个引起全民热潮的虚拟世界,一款武侠网游横空出世!在刀光剑影的世界里,每个人都是心中的绝世英雄!你呢?
  • 易烊千玺之薰衣草的守候

    易烊千玺之薰衣草的守候

    既然走了,为什么还要让我再遇见你,易烊千玺,也许我只是你生命中的过客,而你却已是我的全部。
  • 凤山县采访册

    凤山县采访册

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 异域梵帝

    异域梵帝

    混沌世界盘古执斧开天地,混沌鸿蒙立为二。混沌修域无人掌,妖魔异兽遍布洒满行修域。鸿钧道祖掌洪荒,大能之上,更有着三皇五帝。红天出世,不尽恩仇,人族少年自深林为寻父离家。修域之内,深林大妖,除而不尽,危机四伏,九死一生。弱者无为,遭人冷眼,受人欺辱,胆敢一怒,便为祸害。强者震怒,人皆蝼蚁,命如草芥,任杀任剐,一念之间。主宰之位,亿人争锋,我乃天地之尊,修域之主,梵帝!
  • 龙血狂神

    龙血狂神

    绝世杀手,穿越在崇武大陆,修炼无上神通,成万界主宰。这是一个强者为尊、弱肉强食的世界!军阀割据,世家林立,波诡云谲,凶险万分。唯有成为食物链顶端的人,才能君临天下!
  • 西乐鉴赏手册(最新21世纪生活百科手册)

    西乐鉴赏手册(最新21世纪生活百科手册)

    本书主要从以下阶段的鉴赏讲述西乐的发展:中世纪、文艺复兴时期和巴罗克时期的音乐、十八世纪的古典主义、十九世纪的浪漫主义、二十世纪等。
  • 责任人

    责任人

    黄徒手变富有之后对自己老婆失去了感觉,反而对一个叫董小萱的女心理医师产生了依赖感,他并非喜新厌旧,只是想通过这种方式与之前的生活划清界限,即试图通过陌生化的手段忘掉在致富路上受到的身心创伤。他坦陈“生活变化得太快,他的心没有跟上来”,他也不清楚自己还爱不爱老婆,在面对这个问题的时候,黄徒手拯救自己的办法是“从哪里跌倒就从哪里爬起来”。
  • 弃妇的随身空间

    弃妇的随身空间

    一朝穿越成弃妇?天啊,不用这么倒霉吧?!不,这还不算最倒霉的,最倒霉的是被休回娘家发现爹不疼娘不爱,亲娘早亡,身无分文被赶出家门,而且还附赠一个大一号的包子。不过幸好,本人不是原来那个倒霉蛋,看我如何用空间开创我的美好新时代....