正文 第二十五章 摆钟和氧气



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(阅读库www.yuedsk.com)(阅读库 www.yuedsk.com)    我准备把钟表做出来,机械手表是没能力做出来,重锤式的机械钟又太落后了,发条摆钟应该能制作出来。

    摆钟就是根据单摆定律制造出来的,其结构主要可分为走时部分、打点部分、指针部分和打点控制部分。走时部分主要有发条轮、二轮、中心轮、四轮、擒纵轮、擒纵叉、摆锤。打点部分主要有打点发条轮、打点二轮、打点三轮、打点四轮,打点五轮、风轮、星角轮、打捶和音簧。指针部分主要有分轮、跨轮和时轮。打点控制部分主要有二角凸轮、十二角凸轮、扇形齿、抬闸杠杆、开关杠杆、拨齿凸轮。

    摆钟过于复杂不是我画几张图纸交给工匠就能做出来的,我打算和沈括、苏颂一起制作。沈括和苏颂都有一定的机械知识。

    我将摆钟所需的所有零件图纸都分别画了出来,零件规格我只能先大致给出,只有在组装过程中慢慢修改,毕竟我懂的只是理论,没有实际做过摆钟。

    我和沈括、苏颂三人经过无数次的组装、调试、修改,用了十天时间才把摆钟做好。这个摆钟外壳是用楠木做的,高两米,宽近半米。摆锤是用黄铜制作,其他大多零件都是用精钢制作,指针用玻璃罩盖着。

    这个摆钟因为是试验品,所以外形非常质朴。我让沈括和苏颂研究摆钟大小变化内部各零件随之变化的规律,同时设计了一些造型各异、大小不一的钟楼让沈括和苏颂主持修建在各学校内和汴京城内各处。

    摆钟的生产技术我不打算卖出去,根据现在的生产力摆钟就是奢侈品,普通百姓不可能买的起。我还是准备以竞标代理商的形式出售摆钟。

    治平二年二月中旬,陆续又有些大地主来买了技术,新政正在有条不紊的进行着,小学中已经有一部分离得近的做账人员在学习了,军校中禁军们正接受着严格的训练。

    我开始教授沈括、苏颂、玄幽子师兄弟格物学。玄幽子师兄弟一共四人,其中老大玄通子精通医药,老二玄幽精通炼丹术,老三玄明子精通天文,老四玄木子精通“驱鬼捉妖”。测量的初步知识太简单了,我还没教他们自己就看会了。我就从简单的运动开始讲,把机械运动的概念详细的讲解了一遍。机械运动的概念他们理解起来也不难,我讲完后提了几个相关问题他们都能回答正确。

    有了摆钟,速度和匀速运动讲起来也不费力,再加上一些小实验和应用题的配合他们很快便融会贯通了。

    接下来我讲到物质的变化和性质,讲这一章费了我很多口舌,举了很多例子,还好他们几人都有一些简单的物理、化学知识。

    给他们证明空气的存在很简单,用一张布兜风就可以了。我就先教到这里,出了大量不同类型的相关题型让他们回去做。后面的氧气部分还是用实验引导他们发现效果好,硬生生的把概念灌输给他们这种教学方法可不是我推崇的。

    我准备了几个方形的玻璃盒,几支蜡烛。我让沈括他们把蜡烛放进玻璃盒中点燃,其中几个盒子密封起来,几个盒子留几个小孔。很快密封起来的玻璃盒中蜡烛就熄灭了,而留有小孔的玻璃盒中的蜡烛就一直燃烧完才熄灭。

    我让沈括他们认真想想这一实验现象能说明什么。他们几人围着几个玻璃盒看来看去,不一会儿玄幽子大叫一声:“我明白了。”

    其他几人都好奇的看着玄幽子,他的师兄玄通子赶紧问到:“你明白什么了?”

    “我明白了蜡烛燃烧需要有空气才行,你们看这密封的盒子,蜡烛把盒子里的空气烧没了就熄灭了,而有孔的盒子烧了里面的空气还有空气从外面进去。”玄幽子兴奋的说到。

    “你们几个怎么看?”我问到。

    “应该就是如此。”

    “还有一种可能,空气中某种东西支持蜡烛燃烧,那种东西烧没了蜡烛就熄灭了。”我说到。

    “对,也有可能。”沈括附和到。

    “那要如何证明到底是空气支持燃烧还是空气中某种东西支持燃烧呢?”苏颂问到。

    这个简单,十八世纪法国科学家拉瓦锡的实验就能证明。我将准备好的实验用具拿了出来,我准备了一个铁质大注射器、一个容积和注射器相同的玻璃直管、一个容积比注射器大的烧杯、一根细玻璃弯管,我将玻璃直管连上玻璃弯管接口处密封,将玻璃弯管另一端插入装满水的烧杯底部,注射器连上玻璃直管接口处密封。

    我说到:“你们看,现在这个玻璃直管中充满了空气,孤用注射器将玻璃管中的空气抽出一半。”说完我便开始拔注射器活塞芯杆。

    只见我拔出一点活塞芯杆烧杯中的水便“跑”一点到玻璃直管中,当我拔了一半后玻璃直管中正好进入了一半水。

    “现在孤抽了玻璃直管中的一半空气,正好有一半水进入,马上孤将里面空气全部抽出。”我接着说到。我将注射器活塞芯杆拔到底后玻璃直管中正好装满水。

    接着我对他们说到:“你们看到了,孤将玻璃直管中空气抽出多少就有多少水进入玻璃直管,孤再做个实验你们看看。”

    接着我拿出经过多次蒸馏所得的蒸馏酒做的酒精灯、用白磷烧制的红磷、特制的一根细柄长勺、两个相同体积的带软木塞的玻璃瓶、两根玻璃弯管、一小段猪大肠。我将一个玻璃瓶装满水并在情身上标注上记号将水分成五等份,将一根玻璃弯管插入装满水的玻璃瓶底(玻璃弯管从软木塞中间插入并在插孔处密封),另一根玻璃弯管插入装有少量水的玻璃瓶,在装有少量水的玻璃瓶身上做上水位标记,用猪大肠将两根玻璃弯管连接上接口处密封并且将猪大肠中间扎紧。

    准备好后我将酒精灯点燃,用细柄长勺装了适量红磷在酒精灯上点燃红磷,然后迅速将长勺放入装有少量水的玻璃瓶中并塞紧软木塞。只见燃烧的红磷在瓶中迅速产生强烈的火光和浓烈的白烟,等红磷熄灭白烟消散后,松开扎紧的猪大肠,只见装满水的玻璃瓶中的水在往燃烧红磷的玻璃瓶中“跑”,最后“跑”过去了五分之一的水,而长勺中红磷还有剩余。

    “玄幽子道长,你说这个实验说明了什么?”我问到。

    “嗯。。。,这个实验说明空气中只有一部分能支持燃烧。”玄幽子认真的想了想回答道。

    “不错,下面你们每个人做一遍这个实验。”我说到。

    我指导他们几个把实验都做了一次,都成功做完后我问到:“你们谁有什么发现?”

    几人都陷入了沉思,不一会儿沈括说到:“我发现每次实验后装满水的玻璃瓶中都会少五分之一,也就是说每次实验消耗的支持燃烧的物质都是空气总量的五分之一。每次实验玻璃瓶中装入的空气都是随机的,也就是说空气中有五分之一的物质支持燃烧。”

    我拍手道:“非常好,沈大人观察非常仔细,回答的也非常好。我们生活的世界里到处都充满了空气,空气中有五分之一的物质支持燃烧,我给这种物质取个名字叫‘氧气’,其他五分之四不支持燃烧的物质我们暂时叫做‘非氧气’。麻烦沈大人将我们这一系列验证氧气支持燃烧的过程记录下来。”阅读库 www.yuedsk.comyuedsk www.yuedsk.com

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