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天幕洛神赋,曹家父子社死

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第130章 水结冰竟撑裂精钢(第1/2页)
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    套房内,林渊开始烧水泡茶。
    甄宓开口:“林君,这煮水器具未见明火,可是借了那‘电’的力道,通过类似灯泡里钨丝那般的物件,在底部发热来烧水的?”
    林渊夸赞:“厉害,举一反三的能力真强。”
    得到肯定,甄宓眉眼弯出好看的弧度。
    不过两三分钟,水剧烈翻滚起来,白汽顶着壶盖微微作响。
    “吧嗒。”
    一声脆响,原本按下的开关自行弹起。
    指示灯应声熄灭,沸腾的水面也随之慢慢平复。
    甄宓直起身子,左右端详了片刻,好奇发问:“方才无人触碰,这机关怎知水已烧开,自行切断了电源?”
    “这叫温控开关。”
    林渊边泡茶边解释:“主要根据‘热胀冷缩’这个定律。绝大多数物体,遇到高温体积会膨胀,遇到低温体积会收缩。”
    看甄宓若有所思,林渊换了个更贴近古代生活的切入点。
    “你回想一下,汉代的木匠在打造房屋门窗,或是制作大件家具时,是不是绝不会把榫卯卡得严丝合缝?”
    “更不会把窗户木框顶死在墙上,而是必定会留下一道细微的缝隙?”
    甄宓稍加回忆,连连点头:“确有此事。”
    “家中老工匠曾言,若不留余地,到了盛夏酷暑,木料便会自己拱起变形,甚至撑裂窗框。莫非,这就是热胀?”
    “没错,木匠们留的那道缝,在现代工程学里叫‘伸缩缝’。”
    林渊端起茶杯吹了吹热气。
    “不光是木头,哪怕是看似坚不可摧的石头和金属,也逃不过热胀冷缩的定律。”
    “你那个时代的顶尖工匠,在造桥时,早就把这个原理用得出神入化了。”
    “夏天烈日暴晒,桥面的石板如果一块紧挨着一块,死死卡住……”
    “石头受热膨胀起来的力量极大,能直接把桥面拱起甚至挤碎。”
    “所以大工匠在铺设石板桥时,石块之间绝不会严丝合缝,必定会留出毫厘之隙。”
    “有的填入泥沙,有的则灌注‘糯米石灰浆’。”
    “这种灰浆干透后不仅历经千年不腐,还带有一点微不可察的韧性,刚好能吸收石头夏天膨胀、冬天收缩的变形量。”
    “还有些大型石桥,为了稳固,会在相邻的石块上凿出凹槽,打入形似燕尾的铁扣,我们土木行话叫‘银锭榫’。”
    “但铁和石头的膨胀程度不一样,强行卡死也会出问题。”
    “于是聪明的古人,会在铁榫的缝隙里浇筑熔化的铅水。”
    “铅质地软,能起到绝佳的缓冲作用。这就是古代土木工程里的顶级‘伸缩缝’设计。”
    “可以说,古代匠人通过经验积累,知道了‘会这样’。”
    “而我们现代科学,则是把‘为什么会这样’的道理给研究透了,总结成了万物通用的定律。”
    甄宓端着茶杯,指尖摩挲着温润的白瓷,轻声感叹:
    “工匠手底下的寻常操作,竟暗合天地至理。那这水壶,又是如何利用热胀冷缩的?”
    “水壶底部的开关里,有一块‘双金属片’。”
    林渊用两根手指比划了一个贴合的动作。
    “把两种受热膨胀程度完全不同的金属,死死压在一起。”
    “水温升高,金属片受热。其中一种膨胀得厉害,另一种膨胀得少,这块金属片受力不均,就会发生弯曲。”
    他手指随之做出一个弯折的动作。
    “水烧开时,热蒸汽顺着把手里的隐藏通道,直冲底部开关。”
    “金属片受热弯曲,就会像手指一样‘推’开机关,实现物理断电。”
    林渊顿了顿,接着科普水壶的第二重保护。
    “而且,壶底的发热盘上,还贴着另一块双金属片作为‘探子’。”
    “如果壶里没水却通了电,底部温度异常升高,这块金属片同样会受热弯曲,强行切断电源。”
    “这叫防干烧保护,能最大程度避免引发火灾。”
    甄宓心思细腻,好奇发问:
    “绝大多数?那便是说,这世间还有‘热缩冷胀’的物件咯?”
    “当然有,最常见的例外就是你眼前的水。”
    林渊指了指水壶:“水在快要结冰时,直到完全冻住的这个过程,反而是遇冷膨胀的。”
    “所以冰块的体积比水大,才会浮在水面上。”
    林渊笑了笑:“水结冰时向外膨胀的力道,大得超乎想象。”
    “如果把水灌满一个密封的容器,不管用上现代多么不可思议的顶级材料,都绝对无法将这股力量束缚住。”
    “一旦里面的水化为冰,哪怕外壳是再厚实的精钢,也会被这股势不可挡的力道生生顶开、彻底破坏。”
    甄宓美眸微睁,端着茶杯的指尖不由自主地一紧。
    这平日里柔弱无骨的“水”,竟蕴含着如此狂暴的伟力。
    她若有所思:“如此霸道……那这膨胀,只是在化作冰的过程中吗?”
    “若是完全结成了冰,温度还在持续变低呢?它还会一直膨胀下去吗?”
    林渊摇了摇头:“问得好。”
    “这种‘遇冷膨胀’的反常现象,只存在于水快要结冰,以及彻底凝结成冰的那一瞬间。”
    “一旦水完全变成了坚硬的冰块,如果温度继续往下降,它就会‘改邪归正’,重新遵循绝大多数物件‘热胀冷缩’的规律。”
    “也就是说,天气越冷,冰块的体积反而会微微收缩。”
    “真正能撑破万物的那股可怕破坏力,全都集中在水化为冰的那一刻。”
    ……
  
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