黃天瓊將疑惑問了出來。
顧綾雪露出了了然之色,說白了,就是因為這個時代還沒有能量守恒的觀念,所以,即便是墨家學派,也會難以理解在整個蒸汽機工作過程中,燃料燃燒產生的熱能是如何在各個環節進行分配和轉化的。
他們會困惑,為什麼需要不斷地添加燃料來維持蒸汽的產生,以及在這個過程中能量是如何損失的。
然後,在沒有現代物理學知識的情況下,他們也很難理解蒸汽在不同溫度和壓力下的行為。
比如,他們知道水加熱會變成蒸汽,但不會理解蒸汽在封閉容器內,隨著溫度升高和體積受限,壓力會急劇上升,並且這種壓力變化會對活塞產生巨大的推力。
與風箱中的空氣不同,蒸汽的產生和壓力變化涉及到複雜的熱學過程,包括水的汽化熱、蒸汽的潛熱等概念,這些,墨家學派目前也都還沒接觸到。
想著,顧綾雪說了四個字“能量守恒。”
能量?守恒?
果不其然,黃天瓊露出了困惑之色。
每個字都認識,但合起來就不認識了。
“比如,把能量想象成一定數量的糧食,那麼,燃料中的化學能便是倉庫裡的糧食,燃燒後變成熱能,就像把糧食拿出來煮熟,這個過程中會有一些損耗,就像煮糧食時散發的熱氣,但大部分變成了蒸汽的能量,蒸汽推動活塞做功,就像用糧食的能量來驅動水車一樣,能量在不同形式之間轉換,但總量是有限的,不會憑空增加或者減少。”
黃天瓊眉頭微蹙,若有所思。
顧綾雪見此又說道“再以弩為例,拉緊弩弦需要做的功,既能量,儲存在弦的彈性勢能中,當釋放時,這些能量轉換成箭的動能,使箭射出。在這個過程中,能量的形式從肌肉的化學能轉變為弦的彈性勢能,再轉變為箭的動能。”
“能量守恒是一種普遍的自然規律,就像日出日落、季節更替一樣自然,它不以人的意誌為轉移,任何一種能量的產生必然伴隨著另一種能量的消耗,兩者總量保持不變。”
這……
隨著顧綾雪的不斷解釋,黃天瓊的眼神也逐漸由迷茫轉為明亮,仿佛心中的迷霧突然就被一陣清風吹散了。
“原來如此!能量守恒,萬物之理,非但不變,且無處不在。我曾疑惑,為何弩弦之勁可化為箭之速,如今方知,此乃能量轉換之妙也!”黃天瓊豁然開朗,眼中閃爍著興奮的光芒,仿佛打開了一扇通往新世界的大門一樣。
“黃公子天資聰穎,能迅速領悟此中深意,日後必有所成!”顧綾雪也笑嗬嗬的誇讚道。
果然還得是專業的人啊!
這領悟起來就是快!
接下來的時間裡麵,顧綾雪又跟黃天瓊解釋了一下水的固態、液態、氣態三態變化,又講解了一下在蒸汽機的活塞運動和曲軸旋轉過程中,慣性和動量起著的重要的作用。
還有蒸汽的可壓縮性和粘性,墨家學派熟悉的流體主要是水,對於這種看不見摸不著的流體性質很難理解。
最後又簡單講解了一下流體力學方麵的知識。
雖然蒸汽機讓墨家這幫人造起來倒是並不難,但顧綾雪希望的並不是單純的造出來,而是要儘可能理解其中的每一個原理,如此一來,才能舉一反三,將蒸汽機運用到各個場景之中,甚至在未來對其進行改進和創新。
“原來如此。”
直到午時的鐘聲響起,黃天瓊手中才捏著一疊紙,腦袋有些沉重的出了辦公室的門。