“哦?”顧绫雪微微一愣,突然覺得好像确實相似!于是露出了感興趣了神色,示意他繼續說。
黃天瓊凝視着圖紙,沉吟道:“風箱由箱體、拉杆和閥門等部件構成,乃是以人力拉動拉杆,使箱體内的氣自風口被疾速排出,這些疾速排出的氣便可以用于鼓風,從而産生動力。”
“此蒸汽機也是利用氣之壓力,進入汽缸推動活塞運動,此過程所産生的動力是一樣的!”
“隻不過,風箱的動力來源主要源自人力,人力的大小與持久,決定了風箱的效率與持續時間,譬如鐵匠在打鐵時,其體力會随着時間推移而逐漸下降,風箱的鼓風效果亦會随之減弱。”
“然蒸汽機的動力則來源于外部的燃料,燃料燃燒,釋放出大量的……”
“熱能。”顧绫雪接口道。
熱能?
嗯,此名稱倒也貼切!
黃天瓊點頭,“這些熱能被用來加熱水産生蒸汽,隻要有足夠的燃料供應與水之補給,蒸汽機便可以持續不斷地勞作,無需如風箱那樣頻繁地依賴人力驅動。”
“沒錯!二者于能量轉換的思路上是相似的!”顧绫雪點了點頭,其實她也有些懷疑,在早期探索利用蒸汽動力的過程中,那些發明家們是不是正是從他們古代風箱利用空氣壓力工作的方式中獲得靈感,思考如何利用蒸汽的壓力來推動物體的呢?!
“隻不過……”黃天瓊微微皺着眉頭,雖然他覺得這原理與風箱相近,但是他還是想不通,這……所謂的熱能究竟是如何轉化為推動活塞的機械能的?
風箱倒是很直觀易見,可以直接看到手臂的推拉動作和随之而來的氣流。
蒸汽機則不然,此力難以目睹。
為何高溫的蒸汽能夠産生如此強大的機械力呢?
這種力量又是如何通過活塞、連杆等部件轉化為旋轉之動,以驅動車輛的?
黃天瓊将疑惑問了出來。
顧绫雪露出了了然之色,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,燃料燃燒産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産生,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内,随着溫度升高和體積受限,壓力會急劇上升,并且這種壓力變化會對活塞産生巨大的推力。
與風箱中的空氣不同,蒸汽的産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。
想着,顧绫雪說了四個字:“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。
顧绫雪見此又說道:“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,它不以人的意志為轉移,任何一種能量的産生必然伴随着另一種能量的消耗,兩者總量保持不變。”
這……
随着顧绫雪的不斷解釋,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。