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第457章 模范班的科學(xué)種子（第2頁）

等一直講完了固液氣三種物態(tài)，以及物態(tài)變化之間的吸熱和放熱現(xiàn)象，還有熱脹冷縮的原理，到了快下課時(shí)，魯錦才對(duì)眾人提問道。

“現(xiàn)在你們知道了三種物態(tài)之間的轉(zhuǎn)化，和吸熱放熱，還有熱脹冷縮的原理，那么我們可以利用這些原理做些什么，知道的同學(xué)可以舉手回答?！?/p>

在場的學(xué)生當(dāng)即有不少人舉起手來，魯錦點(diǎn)了一名廬州鐵廠來的工匠子弟學(xué)生，“葉辰，你說。”

葉辰當(dāng)即起立說道，“老師，我看書上畫的有一種用透光的玻璃管內(nèi)填水銀的溫度計(jì)，利用的是熱脹冷縮的原理，液體水銀受熱膨脹表示溫度上升，但這種溫度計(jì)能夠測量的溫度上限比較低，那能不能利用相同原理，制作一種能測量更高溫度的溫度計(jì)，比如測量鐵水的溫度。

“現(xiàn)在鐵廠里最難的工藝是炒鋼，而炒鋼最難的是控制火候，需要有經(jīng)驗(yàn)的大師傅觀鐵水顏色來判斷，我想這火候不就是老師說的溫度高低嗎，如果能做出這種溫度計(jì)，豈不是人人都能成為大師傅，只需測一下鐵水的溫度便知道了火候冷熱?！?/p>

“坐吧?！濒斿\點(diǎn)點(diǎn)頭才說道，“你的想法很好，火候確實(shí)就是溫度高低，但你也說了溫度上限的問題，如果想用熱脹冷縮的原理制作能測量鐵水冷熱的溫度計(jì)，那么你制作溫度計(jì)的材料就需要滿足一個(gè)條件，它得比鐵水的沸點(diǎn)更高。

“就拿水銀來說吧，也就是液態(tài)汞，液態(tài)汞的沸點(diǎn)是357c左右，高于這個(gè)溫度水銀就會(huì)沸騰氣化，形成劇毒的汞蒸氣，而鐵水，純鐵的熔點(diǎn)能達(dá)到1538c，鐵礦石在高爐中想要熔化成鐵水可能需要1600度，即便是含有雜質(zhì)的生鐵鐵水，它的熔點(diǎn)比較低，但溫度至少也有1400度以上。

“你用水銀做溫度計(jì)的話，還不等接觸到鐵水就直接膨脹爆炸，然后蒸發(fā)為汞蒸氣了，不僅有劇毒，而且根本無法測量。

“而你想用其他材料制作這個(gè)溫度計(jì)的話，結(jié)果也是一樣的，如果是液體材料，能在鐵的熔點(diǎn)還沒有沸騰蒸發(fā)的幾乎很少，所以這個(gè)溫度計(jì)沒你想得那么容易。”

葉辰聞言立刻追問道，“那老師就沒有其他辦法了嗎，液體不行，那固體呢，老師上節(jié)課講鐘表時(shí)，提到航海鐘上有一種溫差補(bǔ)償器，是通過固體金屬受熱脹冷縮的影響產(chǎn)生彈性形變來補(bǔ)償溫差的裝置，那能不能做一種這樣的溫度計(jì)測量鐵水溫度。”

魯錦再次點(diǎn)頭道，“你說的這個(gè)方法也不錯(cuò)，也確實(shí)可以做這種溫度計(jì)?！?/p>

魯錦一邊說著一邊在黑板上畫出草圖，“我們可以做一種螺旋狀的金屬彈簧，當(dāng)彈簧受熱膨脹時(shí)，彈簧就會(huì)舒展張開，然后在彈簧的末端連接一個(gè)指針，畫出帶有溫度刻度的表盤，這樣金屬探針受冷熱影響產(chǎn)生彈性形變，形變帶動(dòng)指針指向不同刻度，我們就能測量出受測物體的溫度。

“但這同樣有一個(gè)測量上限，比如用白銀、銅條、鋼條制作的彈簧探針，那么它能測量的溫度肯定要低于自身的熔點(diǎn)，考慮到當(dāng)金屬溫度上升到一定程度時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致其失去彈性，那么能夠測量的溫度上限甚至還要遠(yuǎn)低于自身的熔點(diǎn)。

“我想一千度以下應(yīng)該就是這種溫度計(jì)的上限了，還是無法測量鐵水的溫度，但用來測量一些蒸汽或液體的溫度還是沒問題的，比如用在化工行業(yè)蒸餾塔上測溫，或者紙漿的熬煮設(shè)備，制和紡織染色的測溫裝置等等，還是很有應(yīng)用前景的?！?/p>

葉辰聞言皺了皺眉，再次追問道，“老師，那就沒有別的辦法能夠測量鐵水的溫度了嗎，如果熱脹冷縮這個(gè)原理不行，那公輸氏的前輩又是怎么測出鐵的熔點(diǎn)在1538這個(gè)數(shù)字的？”

魯錦心道這個(gè)學(xué)生很敏銳啊，于是再次解釋道，“熱脹冷縮的原理做溫度計(jì)，上限確實(shí)比較低，但測量溫度高低還有別的辦法，既然無法直接測量高溫，那為何不先把熱量轉(zhuǎn)化成能夠測量的其他物理量，然后再進(jìn)行測量呢？公輸氏用的就是這種間接測量法。

“比如熱輻射發(fā)電反應(yīng)，光輻射發(fā)電反應(yīng)，鐵水本身是在發(fā)熱和發(fā)光的，不同火候，也即不同溫度的鐵水，它發(fā)出的光的亮度也不一樣，而光和熱能刺激某些物體發(fā)出電流，我們再測量該物體受激發(fā)出的電流強(qiáng)弱，便可感知溫度，這樣甚至不需要接觸鐵水，只需用溫度計(jì)在鐵水旁照一下，看看光強(qiáng)便可測出溫度?！?/p>

所有學(xué)生聞言都是眼前一亮，葉辰還要舉手再問，魯錦卻說道，“這節(jié)課講的是物態(tài)變化，電學(xué)放在后面再講，今天就不深入講了，你們了解一下就好，誰還有其他的想法，可以舉手發(fā)言?！?/p>

這時(shí)又有學(xué)生舉手，魯錦點(diǎn)了一個(gè)江南的炮術(shù)班學(xué)生，“李顯明，你說。”

李顯明這人今年15歲，本身就在建康讀過私塾，有一定文化基礎(chǔ)，魯錦渡江后在建康招兵，此人主動(dòng)投軍，但因?yàn)槟挲g小，又讀書識(shí)字，被選入了炮術(shù)班，底子還是不差的，聽到魯錦點(diǎn)名，先是站起來拱了拱手，然后說道。

“多謝老師，老師剛才講物態(tài)變化時(shí)，說雨雪冰雹，水蒸發(fā)為云，又說了水在天地自然之間的循環(huán)變化，所以我想，既然知道雨雪形成的原理，那么能不能用這種原理，人為的控制天氣。

“老師說云和霧都是由小水滴組成，但我發(fā)現(xiàn)即便是發(fā)生旱災(zāi)時(shí)，有時(shí)天上也會(huì)有云彩飄過，這豈不是說天上有雨卻下不來嗎，那能不能利用物態(tài)變化的原理，人為的讓云彩下雨，以此來解決旱災(zāi)？”

此言一出，全班同學(xué)，包括后排聽課參觀的宋濂、朱升等人都忍不住面面相覷，好家伙，人為控制天氣，讓云彩下雨，你以為你是龍王啊，遇到旱災(zāi)求雨祭祀的見多了，想自己讓云彩下雨的還是第一次見