登陆注册
14306000000017

第17章 对物质三态变化的研究

物质有固态、液态、气态三种状态,温度的变化能使三态之间相互变换。在这方面,我国古代获得了丰富的知识。

古代炼丹家通过自己的实践,在物质三态方面积累了很多知识。另外,人们对在日常生活中水、冰、水气,以及自然界中雨雪露霜等现象也作出某种解释。

据记载,炼丹有“火法”和“水法”。“火法”包括:“煅”,即长时间的高温加热;“炼”,即干燥物质的加热;“炙”,即局部烘烤;“熔”,即加热熔解;“抽”,即蒸馏;“飞”,即升华;“伏”即加热使药物变性。

“水法”包括:“化”,即溶解;“淋”,即用水溶解固体物质的一部分;“封”即封闭反应物质长时间地静置;“煮”,即物质在大量的水中加热;“熬”,即有水的长时间高温加热;“养”,即长时间的低温加热;“浇”,即倾出溶液,让它冷却;“渍”,即用冷水从容器外部降温。此外还有“酿”、“点”以及过滤、再结晶等方法。

在这么多过程中,物质状态有各种各样的变化,必然要积累大量的知识。在日常生活中,最常见的物态变化,是水、冰、水气三者之间的变化。对于气、水之间的变换,远在先秦的《庄子》、《礼记》等书已有“积水上腾”、“下水上腾”等说法。

“上腾”指的是水的蒸发,即气化。对于水气凝结成水的过程也是十分注意的。自从春秋战国以来,和“阳燧取火于日”,相配对的有所谓“方诸取水于月”。

“方诸”有不同的说法,有说是“大蛤”,有说是铜盘,有说是方解石,总之是一个对水不浸润的物体,夜晚把它放在露天,结上露水。

为什么说要“方诸取水于月”,大概是因为既是有月,必是无云,地表没有隔热层,热量易于发散,气温容易下降,到了露点之下,可以得到露水。

这样取得的露水,叫做“明水”,据说有神奇的功效,汉武帝很喜欢饮用这种水,并名之为“甘露”。

这个“方诸取水”在古代是十分郑重的事,所以人们要进行研究,从中得到不少关于凝结方面的知识。

晋代张华的《博物志》记载了一个有关气化的实验:油水混合物在受热过程中,由于沸点不同,水先沸腾,犹如冒烟,当水气化完毕,则无烟。加热停止,油不再沸腾,此时如加水,由于油温尚高,水即急极气化,又见焰起;气化完毕,也就“散卒而灭”了。

张华对这个过程观察得很仔细,记载得也很具体,并说曾“试之有验”,肯花工夫动手实验,难能可贵。当然,记录中错误地把上升的水汽、烟、焰三者混淆,又说油温下降时“可内手搅之”,也未免有些夸张。

至于冰、水之间的融解、凝固,更是人们常见的。《考工记》就指出:水有时以凝,有时以泽,这是自然现象。这一观点把温度高低与状态变化联系起来。从上述这些记载中我们能够发现,古人无疑获得了许多物态变化的知识。而有了这方面的知识,就无怪乎能对雨雪露霜等现象作出某种解释。雨雪的形成,是很有代表性的物态变化过程:地面上的水,蒸发而为水气,升到高空积而为云,当温度下降而又有了凝聚核心的时候,就会凝结为水滴;达到一定重量时,下降而为雨;如温度低至零度以下,再加其他气象条件,则凝为固态的雪或霰、雹等。我国古代劳动人民对这个过程有过某些探索。例如,汉代董仲舒解释雨、霰、雪的成因时说:阴气之水受阳气之日光的照射,蒸发上升,处于“若有若无、若实若虚”之状。接着指出,雨、雪、霰就是水汽遇冷在不同条件下凝结而成。这些解释虽然也有错误的地方,但总的说来,是根据温度的升降而引起物态变化的道理,大方向是正确的。在这一段叙述中,把蒸发、液化、凝固三种过程都说上了,确实是很有意义的。

后来,唐代的丘光庭和宋代的朱熹,都用煮饭作比喻,说明雨的成因。朱熹所说的大意是:雨的形成,就好像煮饭时,水凝结在盖子上,落下来便是水滴,相当于雨。

这个说明不但很具体生动,而且也很大胆,居然敢把某些人视为上帝旨意的现象,比作为煮饭。这也说明朱熹确实对于气化、液化这些过程有较深刻的了解。

露与霜的成因,又有不同。地面上的空气中含有水汽,当水汽的含量达到饱和时就会凝结出水滴来,这就是露;如果地表气温低至零摄氏度或零度以下,则水汽直接凝结为固体,即为霜。所以露与霜,都是在地面空气中直接形成的,并不是从高空下降的。

远在周代《诗经》里,就有“白露为霜”的诗句,说明当时人们已经认识到霜就是固态的露。东汉时期大文学家蔡邕曾明白地指出:“露,阴液也。释为露,凝为霜。”《五经通义》更直接地说霜是“寒气”凝结出来的,是从地面上来,并非从天空下降的。

关于这一点,朱熹也曾指出,古代的人说露凝结而为霜,现在观察下来,那是确实的。但程颐说不是,不知什么道理。古人又说露是“星月之气”,那是不对的。高山顶上天气虽然晴朗也没有露,露是从地面蒸发上来的。

看来,朱熹对别人讲过的话,既不一概是之,也不一概非之,而是根据自己的观察,摆事实,讲道理,这是科学的、实事求是的态度。

正因为人们懂得了霜的成因,所以也就有办法对付它。

南北朝时期的贾思勰在《齐民要术》一书中总结了许多科学知识,其中就有关于防止霜冻的办法:“天雨新晴,北风寒彻,是夜必有霜。此时放火作煴,少得烟气,则免于霜矣。”

这几句话很切合物态变化的道理。天雨刚晴,地面空气湿度必大。入夜后地面热量发散,温度降低,又遇冷风,气温易低至零摄氏度以下,空气中的水汽即凝为固态的霜。

如在田野上烧些柴草,一则发热提高气温;二则使地面蒙上一层烟尘,可以隔热,不使地面热量发散,保证温度不至降至零度以下,那就不会有霜了。这种行之有效的防霜办法,为历代广大农村所沿用。

同类推荐
  • 未解知识之谜总集(求知探索系列丛书)

    未解知识之谜总集(求知探索系列丛书)

    《未解知识之谜总集》共分五章,包括人体生理之谜、趣味人体、古怪人类探秘、神奇的心理感应现象、世间奇人异事。
  • 西方科技十二讲

    西方科技十二讲

    《西方科技十二讲》从历史、社会、经济、哲学和文化的维度,来透视科学和技术,概述西方科学技术事业发展的历程,及其与社会经济互动的特点,以便帮助读者更深刻、更全面地理解科学技术,从而为全面提高公众,特别是大学生的科学素质做一点服务工作。全书可分为四个部分,第一部分主要是介绍西方科学事业发展的社会制度化历程。第二部分主要是将科学技术嵌套在国家经济系统中,介绍西方技术创新活动的发展。第三部分主要是介绍西方科学技术事业发展的政策、人才培养和科技共同体运行的机制。第四部分主要是介绍西方科学技术的学科发展的特点。
  • 趣说万事万物的起源

    趣说万事万物的起源

    趣说万事万物的起源趣说万事万物的起源趣说万事万物的起源趣说万事万物的起源
  • 人类的家园

    人类的家园

    本书是一本专属于房龙的、不同于传统意义的地理书。它打破了常规地理书的写作方式,紧扣“人”的观念,将人的活动和重要性提升至首位,自始至终关注的是“纯人”的那一面——科学、艺术、商业、宗教和政治,从历史的高度阐释了人与地理以及地球的关系,生动地演绎了“人文地理”这一概念。
  • 达尔文的妄想:一个“伟大”的科学笑话(第二版)

    达尔文的妄想:一个“伟大”的科学笑话(第二版)

    《达尔文的妄想》是作者以杂文的方式对达尔文理论的批判。在这33篇杂文中,作者从各种角度告诉人们这个被主流科学界吹捧的所谓“最伟大的科学理论”不但在科学上是荒唐的,而且在逻辑上也是混乱的。它在历史上对人类社会产生了巨大的危害,是一个不可能证明为错误的“伪科学”。
热门推荐
  • 你和我的薰衣草之恋

    你和我的薰衣草之恋

    韩璟,一个幼稚的男孩。在他读懂了他的心的那一刻,赵知知已经悄然离开……放下,谈何容易。赵知知用了整整两年的时间,去忘记她爱了九年的韩璟。在这期间,蓦然回首,原来有另一个男孩一直在默默地陪伴着她。而那个男孩的名字叫江哲。爱她,不是非要拥有她,而是看着她幸福便足矣了——江哲很抱歉才看到你——赵知知
  • 一切从火影开始I

    一切从火影开始I

    不是爽文你来砍我!欢迎加入火影之涡皇,群聊号码:1057077648
  • 奥秘世界百科——海洋解密百科

    奥秘世界百科——海洋解密百科

    本套书全面而系统地介绍了当今世界各种各样的奥秘现象及其科学探索,集知识性、趣味性、新奇性、疑问性与科学性于一体,深入浅出,生动可读,通俗易懂,目的是使读者在兴味盎然地领略世界奥秘现象的同时,能够加深思考,启迪智慧,开阔视野,增加知识,能够正确了解和认识这个世界,激发求知的欲望和探索的精神,激起热爱科学和追求科学的热情,掌握开启人类和自然的金钥匙,使我们真正成为人类和自然的主人,不断认识世界,不断改造自然,不断推进人类文明向前发展。
  • 爱豆竟然爱上我

    爱豆竟然爱上我

    松是豆的避风塘,豆是松的开心果,松爱着看着她…
  • 美食奇异之旅

    美食奇异之旅

    路小杰获得美食系统!别人望风丧胆的原始秘境!恐怖强大的秘兽!充满剧毒的美味果实!可这一切在路小杰眼里简直是天堂!靠吃就可以变强大!一代吃货走向世界巅峰!
  • 青少年健全人格教育故事全集

    青少年健全人格教育故事全集

    一直以来,简单、轻松、活泼、表现力强的故事,始终为广大青少年所喜闻乐见,而富含哲理的人格故事更因其对人的启发和指导意义而为人们所推崇。《青少年健全人格教育故事全集》通过轻松幽默的故事将道理阐述出来,更容易为青少年所接受。书中,每一个生动的故事都蕴藏着一个做人的道理,让读者学会科学地判断事物的美与丑、好与坏。会激发青少年去遵循并实践人格行为,从而在实际行动中形成良好的人格风范,并养成积极的行为习惯。衷心希望每一位青少年朋友,通过品读书中感人肺腑的故事,细细咀嚼其中的韵味、精华,让涓涓细流般的感悟汇聚成浩瀚的心灵海洋,为自己创造一个洒满阳光的人生。
  • 西游之火牛妖帝

    西游之火牛妖帝

    一觉醒来,周火发现自己变成一头火牛妖怪,在他旁边还有一头青牛妖怪……不一样的西游,敬请关注!
  • 大将军的心尖宠

    大将军的心尖宠

    前世的洛泱沉迷在朝阳王世子的温文儒雅,和甜言蜜语当中,当她被朝阳王世子娶回家之后,才发现,原来之前的甜言蜜语和温文儒雅都是假的。原来他的目标一直是自己家里那个多才多艺的庶妹,结果自己就被两个狼狈为奸的人害死了。洛泱死前最后悔的就是没有听祖母的话,悔恨的泪水滑过脸颊,不知道是不是自己的怨念太深,以至于她死后的魂魄一直在飘着。她看着两个害死她的人逍遥法外,看祖母为她卧床不起。一天晚上,朝阳王府突然闯进了一个身穿铠甲的人,他带着浑身戾气从外面撞门而入,什么话都不说,大开杀戒,一时间血染朝阳王府。洛泱惊讶的看着那个浑身是血的男人,是她小时候见过的护国大将军,现在的他依然让洛泱害怕,他浑身嗜血。洛泱看着他屠满了朝阳王府,最后站在朝阳王府的门前,流下了一滴血泪,嘴里在喃喃着什么,洛泱飘了过去,才发现他在叫自己的名字,一声声眷恋又温柔的泱泱。洛泱的眼睛湿润了,下一刻她就看到他举起了手里的刀,放在自己的脖子上,用力一划,洛泱大喊了一声“不——”洛泱发誓,下辈子一定要远离贱男人,好好报答大将军——
  • Personal Memoirs

    Personal Memoirs

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 我的世界之僵尸王

    我的世界之僵尸王

    我自认我这辈子最擅长的就是射弓,,我还会背很多合成表。除此之外,我没什么擅长的,或许管理能力强也是我的优点吧。我没什么大抱负,只想在石英村安安稳稳的活下去,可是……我的身世不允许我过这种悠闲的生活,由于家族的意愿,我踏上了一段自己的征程,我对自己没什么抱负,但家族对我有很大抱负。旅途才刚刚开始,我不知道我将会遇到怎样的困难,我需要做的,只是走下去罢了!