第466章：热学与力学，朱友俭被榨干了

第466章：热学与力学，朱友俭被榨干了 (第2/2页)

《天工开物·冶铸》卷里，他详细记录了数十种冶铸鼓风的方法。
　　
　　气箱鼓风、水排鼓风、活塞风箱鼓风，每一种他都亲自测试过，记录了鼓风的力度、炉温的变化、铁水的流动性。
　　
　　但他的记录全是经验，风箱大，风力强。
　　
　　活塞快，风力猛。
　　
　　他从没有把这些现象提炼成一个公式。
　　
　　这个的皇帝，用一行符号，概括了他半生的观察。
　　
　　“原来是这样。”
　　
　　他低声说：“原来气箱和蒸汽机，是同一种气理。气体压强的规律...可以统一描述所有用气的东西。”
　　
　　他放下笔，再次抬起头的时候，朱友俭已经让王承恩推来一辆小铜车。
　　
　　小铜车不大，约莫两尺长，下面装了四个木轮子。
　　
　　车上固定着一个铜壶，壶嘴对准一个铜制小风车。
　　
　　风车的叶片很薄，轴心处装了微型轴承，转动时几乎没有摩擦声。
　　
　　王承恩将铜车推到七人面前停下，退到一旁。
　　
　　朱友俭走到铜车前，从案上拿过一支蜡烛，点燃，放在铜壶下方的燃烧室里。
　　
　　火苗舔着铜壶的底部，没过多久，能听见壶里传来咕嘟咕嘟的水声。
　　
　　水沸腾了。
　　
　　蒸汽从壶嘴喷出来，吹动风车。
　　
　　风车开始转动，先是慢悠悠的，然后越来越快，叶片在烛光中旋成一片金色的虚影，发出呼啦啦的声响。
　　
　　“你们看到了什么？”
　　
　　王徵先开口：“烛火烧水，水化为汽，汽吹动风车。”
　　
　　“说得很对。”
　　
　　朱友俭点头：“但你们漏了一样东西，蜡烛的蜡去哪了？水从哪来的力？风车转动的力道又是从哪来的？”
　　
　　七人同时沉默了。
　　
　　这个问题，从来没有人问过他们。
　　
　　蜡去哪了？
　　
　　蜡烧完了，变成烟和灰，就没了。
　　
　　水从哪来的力？
　　
　　水烧开了变成汽，汽就有力了，这不是天经地义的吗？
　　
　　风车的转动从汽来，汽从水来，水从火来，这有什么好问的？
　　
　　朱友俭看着七人迷茫的表情，转过身，在白板上写下第二组公式：“ΔU=Q+W”
　　
　　“热，不是凭空消失的。”
　　
　　他用炭笔点着那几个符号：“烛火烧掉后，蜡的化学能首先变成热量，传递给了水。水吸收热量，温度升高变成蒸汽，水从液态变为气态时，内能增大了很大一部分。”
　　
　　“蒸汽从壶嘴喷出，膨胀时内能释放、转化为速度，于是吹动风车，内能变成了机械能。”
　　
　　他转过脸，看向七人：“每一步都有定量关系。蜡烛、水、蒸汽、风车，四者之间走了一趟完整的能量转移。”
　　
　　“没有任何一步可以无中生有。蜡烛烧光之后，你不可能指望风车还能因为同一批水而转得更久。”
　　
　　“你们将来设计蒸汽机，需要精确计算从燃料到蒸汽、从蒸汽到活塞、从活塞到飞轮的每一步能量转化，以及中间损失了多少。”
　　
　　薄珏的瞳孔微微收缩，脱口而出：“陛下，那汽吹活塞后还有余力吗？”
　　
　　朱友俭点头：“有。做完工的蒸汽还有余热，这部分废汽可以从排汽口排出。”
　　
　　“余力能不能再推一次？”
　　
　　薄珏追问，语速越来越快：“能不能循环用？”
　　
　　“可以。多级膨胀，高压蒸汽做完第一遍功后，不直接排出，而是导入下一个气缸继续膨胀做功。这叫复式蒸汽机。效率比单缸高得多。”
　　
　　“那如果能量走一路丢一路，最浪费的在什么地方？”
　　
　　朱友俭看了他一眼，目光里带着一丝赞许：“这个问题问得好。最大的浪费不在活塞，不在飞轮，而是在排汽。”
　　
　　“废汽带走了大量的热量，这部分热量没有做任何功，直接散入了空气。”
　　
　　王徵的笔悬停在纸上，久久没有落下。
　　
　　朱友俭也没有因此打乱自己节凑，将自己还记载脑海的高中物理知识一一的讲解了出来。
　　
　　这一讲，就是七天七夜，从力学到热学，再到能量守恒。
　　
　　其中他们的问题很刁钻，朱友俭也一时无法解答，只能让他们日后试验的时候自行解决。
　　
　　毕竟他自己只是一个文科生，能记住这些知识点，已经是他的极限。