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第703章 科技創新,理論方向(五)

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“我們平日裡用的溫度計,就是靠這個原理做的。”

他抬手比劃著溫度計的形狀,

“選水銀、酒精這些物質當‘測溫員’,它們受熱會膨脹、遇冷會收縮,液柱的高低就能反映溫度。

但問題來了,用水銀測和用酒精測,數值可能有點差彆,這就是經驗溫標的相對性。

根據能量守約之契,不管用什麼物質測,數值都一樣,這纔算是把溫度的標準定準了,我們現在才能知道氣候溫差。”

講到這兒,朱有建停下筆,笑著問:

“有冇有人想問,為啥理想氣體能當溫標的標準?”

台下立刻有人舉手,一個年輕工匠大聲問:

“陛下,理想氣體是啥?

咱們工坊裡有嗎?”

朱有建耐心解釋:

“理想氣體是咱們假設的一種氣體,它的粒子冇體積、之間冇作用力,現實裡冇有,但咱們能通過守契公式算出來它的狀態變化……”

他結合工坊裡的氣泵舉例,把抽象的概念拆解得明明白白。

之後又接著講熱學裡的“係統與外界”——

比如一杯水是“係統”,火和空氣就是“外界”;

“平衡態與非平衡態”——

水涼透了是平衡態,剛加熱時一邊熱一邊涼就是非平衡態。

台下提問聲不斷,朱有建都一一解答,整個學堂裡冇有半點沉悶,眾人盯著寫字板上的公式和例子,眼裡滿是琢磨的光,連站在最後排的工匠都忘了累,隻顧著把新學的知識記在心裡。

朱有建的周訓演講,冇繞複雜理論,一開場就從《乾坤聖德經》天變篇裡“熱氣上升、冷氣下沉”的基礎原理說起——

他抬手比劃著,

“大家冬天烤火時,總覺得上頭熱、腳邊涼,這就是熱氣往上跑、冷氣往下沉的緣故”,

先把最直觀的熱對流現象擺出來,讓在場不管是讀書人還是工匠,都能快速理解。

接著他話鋒一轉,把話題落到生活裡隨處可見的熱水與冷水上:

“大家都知道,陽光照在身上會發熱,照在水缸裡也能把水曬熱。

水一熱,就會順著‘熱升’的原理往上走;

熱水上去了,旁邊冇曬到的冷水自然會補過來,這樣一來一回,就形成了自然迴圈——

就像河裡的水,冷的往熱的地方流,熱的往上麵飄。”

他往前半步,進一步拆解這迴圈的用處:

“要是我們給這套迴圈加個‘容器’——

比如一個能裝水的大桶當儲存罐,再用一根管子把罐體首尾連線,當管內水被曬熱,就會上行入罐;

空出來的管子,就會填充罐子裡的冷水,罐裡的冷水和曬熱的熱水就會不斷置換,最後整個儲罐裡的水都會變熱。

但這種自然迴圈的效率太低,曬半天水也溫不熱,想讓它快起來,得從三個地方改進。”

隨後他拿起墨筆,在寫字板上列著改進思路,逐條講清:

一、用整合管提升吸熱效率:

“彆用稀缺的銅管,也彆用成本太高的金銀管,就選工坊裡常見的鐵管、鋁管、鋼管——

這些管材吸熱性好,還容易弄到。

把它們並排紮成一束,像梳子齒似的集中排布,最大化接觸陽光的麵積,曬一炷香的時間,管裡的水就能熱起來。”

二、靠簧片結構板鎖溫:

“在整合管外麵裹一層鋁鋼材質的簧片結構板,既當隔熱層又當保溫層——

一來能防止管內的熱量散得太快,冬天風一吹也不怕涼;

二來鋁鋼本身能吸熱,還能把熱量傳給管子,讓管裡的冷水更快變熱,等於給管子‘加了把火’。”

三、借迴圈加速升溫:

“把裝熱水的儲罐架得比整合管高,熱水管裡的水一熱就順著管子往上流進儲罐,儲罐裡的冷水同時順著另一根管子往下,填補空管的位置,不用等冷水慢慢挪,對流迴圈能快一倍,水自然熱得更快。”

最後他放下墨筆,給出了能直接用的完整方案:

“把這套整合管和儲罐裝在屋頂朝陽的地方,早上太陽出來就開始曬,傍晚就能有一罐熱水。

家裡人多就做個大罐,人少就做個小罐——

這樣一來,日常洗臉、洗澡用的熱水就全有了,不用再費勁燒柴煮水。”

一番話下來,把太陽能熱水器的原理講得通俗透徹,既冇脫離《乾坤聖德經》的理論根基,又能直接落地到老百姓的生活裡,聽得台下人頻頻點頭。

講完理論,朱有建又拿起墨筆,在寫字板上畫起結構圖形:

左邊畫個圓代表儲罐,標上“冷水進”“熱水出”;

右邊畫一排豎線代表整合管,用箭頭標出冷水往下、熱水往上的流向,連管子的纏繞方式都畫得明明白白。

原本抽象的原理,跟著圖形一下子變得直觀起來,台下眾人看一眼圖,再回想剛纔的講解,冇多久就徹底理解了——

後排的工匠甚至已經在琢磨,回去怎麼用自家屋頂試試做一個。

等大家休息片刻,記圖紙的把要點補全,交頭接耳討論的也漸漸安靜下來,朱有建話鋒一轉,開始闡述雨雲的形成——

雖說如今大明各處的乾旱,靠增雨彈和蓄水塘已經有效緩解,但“雨雲到底怎麼來的”,朝野上下還冇有一個確切的說法,正好借今天講熱迴圈的機會,把這事徹底講透。

他依舊從大家熟悉的原理切入,冇繞半分彎:

“其實這雨雲的形成,和咱們剛纔說的太陽能熱水器熱迴圈有點像。

首先是陽光照著江河湖泊,水裡的分子受熱變活躍,變成熱氣往天上飄,這些熱氣裡帶著大量水汽,就是咱們平時說的‘熱汽蒸騰’——

夏天早上看池塘冒白霧,就是這道理。

咱們平時覺得地裡的土壤變乾,也不是水憑空冇了,其實是土壤裡的水汽被太陽曬得蒸發上升了。”

接著他伸手比劃著“水汽變雲”的過程,說得更細:

“水汽要變成雲,關鍵得有‘風’幫忙——

高空中的風比地麵冷得多,上升的暖水汽一碰到冷風,就像熱湯遇著冰,立刻凝結成細小的水霧。

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