“我们平日里用的温度计,就是靠这个原理做的。”
他抬手比划着温度计的形状,
“选水银、酒精这些物质当‘测温员’,它们受热会膨胀、遇冷会收缩,液柱的高低就能反映温度。
但问题来了,用水银测和用酒精测,数值可能有点差别,这就是经验温标的相对性。
根据能量守约之契,不管用什么物质测,数值都一样,这才算是把温度的标准定准了,我们现在才能知道气候温差。”
讲到这儿,朱有建停下笔,笑着问:
“有没有人想问,为啥理想气体能当温标的标准?”
台下立刻有人举手,一个年轻工匠大声问:
“陛下,理想气体是啥?
咱们工坊里有吗?”
朱有建耐心解释:
“理想气体是咱们假设的一种气体,它的粒子没体积、之间没作用力,现实里没有,但咱们能通过守契公式算出来它的状态变化……”
他结合工坊里的气泵举例,把抽象的概念拆解得明明白白。
之后又接着讲热学里的“系统与外界”——
比如一杯水是“系统”,火和空气就是“外界”;
“平衡态与非平衡态”——
水凉透了是平衡态,刚加热时一边热一边凉就是非平衡态。
台下提问声不断,朱有建都一一解答,整个学堂里没有半点沉闷,众人盯着写字板上的公式和例子,眼里满是琢磨的光,连站在最后排的工匠都忘了累,只顾着把新学的知识记在心里。
朱有建的周训演讲,没绕复杂理论,一开场就从《乾坤圣德经》天变篇里“热气上升、冷气下沉”的基础原理说起——
他抬手比划着,
“大家冬天烤火时,总觉得上头热、脚边凉,这就是热气往上跑、冷气往下沉的缘故”,
先把最直观的热对流现象摆出来,让在场不管是读书人还是工匠,都能快速理解。
接着他话锋一转,把话题落到生活里随处可见的热水与冷水上:
“大家都知道,阳光照在身上会发热,照在水缸里也能把水晒热。
水一热,就会顺着‘热升’的原理往上走;
热水上去了,旁边没晒到的冷水自然会补过来,这样一来一回,就形成了自然循环——
就像河里的水,冷的往热的地方流,热的往上面飘。”
他往前半步,进一步拆解这循环的用处:
“要是我们给这套循环加个‘容器’——
比如一个能装水的大桶当储存罐,再用一根管子把罐体首尾连接,当管内水被晒热,就会上行入罐;
空出来的管子,就会填充罐子里的冷水,罐里的冷水和晒热的热水就会不断置换,最后整个储罐里的水都会变热。
但这种自然循环的效率太低,晒半天水也温不热,想让它快起来,得从三个地方改进。”