中國古代的熱學(xué)知識

1、.中國古代的熱學(xué)知識我國古代的熱學(xué)知識大部分是生活和消費經(jīng)歷的總結(jié)。至今所知的古籍中對熱的研究記載較少，還有待于進一步開掘?；鸬睦煤涂刂?，使人類第一次支配了自然力，使人類文明大大前進了一步，同時，它也是古人對熱現(xiàn)象認識的開端。我國山西省芮城西侯度舊石器的遺址，說明大約180萬年前人類已經(jīng)開場使用火。對冷熱的認識。約在公元前2019年，我國已有氣溫反常的記載，在兩周初期，人們開場掌握降溫術(shù)和高溫術(shù)。據(jù)?周禮?記載，當(dāng)時已設(shè)專人司貯冰事，冬季鑿冰加以貯藏，到春、夏季用以冷藏食物和保存尸體。說明當(dāng)時已利用天然冰來降溫。我國冶煉業(yè)的開展較早，高溫技術(shù)也很早被人們掌握。江蘇省曾出土春秋晚期的一塊鐵，經(jīng)

2、科學(xué)分析，它是一塊生鐵，生鐵的冶煉溫度比熟鐵高，需達攝氏千度以上。生鐵的出土，說明在那時的高溫技術(shù)已到達一定程度。溫度計還沒有創(chuàng)造以前，古人在冶煉金屬的理論中，創(chuàng)造了通過觀察火候和火色來判別溫度上下的方法。據(jù)?考工記?記載，在鑄銅與錫時，隨溫度的升高，火焰的顏色先后變?yōu)榘导t色、橙色、黃色、白色、青色，然后才可以澆鑄。這種方法同樣也應(yīng)用于制陶工業(yè)。從現(xiàn)代科學(xué)分析，不同物質(zhì)有不同的汽化點，因此從火焰的顏色可以判斷所汽化的物質(zhì)，從而判斷溫度的上下。對同一種物質(zhì)，隨著溫度的升高，其顏色也先后有所變化?！盎鸷虬ɑ鹕闪宋覈糯鸁峁に囍幸粋€內(nèi)容豐富的特有概念。除制陶和冶煉金屬之外，我國古代還在農(nóng)業(yè)中采用

3、了控溫技術(shù)。據(jù)?漢書·召信巨傳?記載，西漢末年，我國己利用冬季栽培蔬菜，其方法是“覆以屋廡，晝夜蘊火，待溫氣乃生。北魏時期，還利用熏煙的方法防止霜凍。對冷熱問題，東漢王充還曾從理論上加以討論，在他的著作?論衡·寒溫篇?中寫道：“夫近水那么寒，近火那么溫，遠之漸微，何那么？氣之所加，遠近有差也。他把“氣作為物體之間進展“溫“寒傳遞的物質(zhì)承擔(dān)者，還指出間隔 變遠，“氣的作用漸小。這里已涉及熱傳遞的理論問題，但它只是思辯性的，是我國“元氣說的一種應(yīng)用。對熱是什么這一問題，我國古代也已注意到，南北朝成書的?關(guān)尹子?中認為：“外物的來去是使瓦石一類物體發(fā)生寒熱溫涼之變的原因。而另一種

4、說法見于據(jù)傳可能為北齊劉晝著的?劉子·崇學(xué)篇?，那么從“五行觀念出發(fā)，猜測物體寒、熱、溫、涼的變化是一種“內(nèi)物在起作用。這種所謂的“外物或“內(nèi)物都是把熱設(shè)想為一種實體物質(zhì)，它類似于18世紀“燃素和“熱素的觀念。熱脹冷縮是重要的熱現(xiàn)象之一，在我國古代對它已有所研究和利用。漢代?淮南萬畢術(shù)?記述了這樣一個現(xiàn)象：把盛水銅甕加熱，直到水沸騰時密閉其口，急沉人井中，銅甕發(fā)出雷鳴般響聲。這現(xiàn)象可能是發(fā)熱物體在急速冷卻時發(fā)生了內(nèi)破裂，破裂聲由井內(nèi)傳出，這是一個典型的熱脹冷縮現(xiàn)象。元代陶宗儀曾親自作熱脹冷縮實驗，他把帶孔的物體加熱以后，使另一個物體進入孔洞，從而這兩個物體如“轆轤旋轉(zhuǎn)，無分毫縫罅。他

5、明確指出，這是前一物體“煮之胖脹的緣故。據(jù)?華陽國志?記載，李冰父子修建都江堰時，發(fā)現(xiàn)用火燒巨石，然后澆水其上，就容易鑿開山石。這種利用巖石熱脹冷縮不均從而易于崩裂的施工經(jīng)歷，在我國歷代水利工程中不斷為人們采用。對水的物態(tài)變化，在我國古代也早有認識，例如對雨和雪形成的討論，認為是由于“積水上騰而造成。?論衡?中對此有明確的表述：“云霧，雨之微也，夏那么為露，冬那么為霜，溫那么為雨，寒那么為雪。雨露冰凝者，皆由地發(fā)，不從天降也。此文說明露、霜、雨、雪是因為不同的溫度由水凍凝而成，它們都是水由地面蒸發(fā)而產(chǎn)生的。漢代以后的古籍中，對雨、露、雪、霜成因的討論更多，說明當(dāng)時對物態(tài)變化的知識有了新的認識。

6、漢代董仲舒從“氣的觀念出發(fā)，解釋雨、露、雪、霜成因的道理是：水受日光照射，蒸發(fā)成水汽，再在不同條件下形成雨、霰、雪等。從如今看來，這些分析也根本上是正確的。我國古代，在消費和生活理論中，創(chuàng)制了利用熱的各種器具。如宋代曾創(chuàng)造一種“省油燈，在“燈盞一端作小竅，注清冷水于其中，據(jù)說這種燈能“省油幾半。如今分析，文中所說參加冷水，目的是降低溫度，防止油被燈火加熱后急速蒸發(fā)，其中包含了對油的汽化和溫度的關(guān)系的認識；據(jù)?淮南子?記載：“取雞子，去其汁，然燃艾火納空卵中，疾風(fēng)因舉之飛。這是關(guān)于“熱氣球的最早設(shè)想，也是空氣受熱上升的詳細應(yīng)用。五代時期，據(jù)說還利用這一原理制成信號燈，所謂“孔明燈也是應(yīng)用了這一道理。關(guān)于走馬燈我國古代有較多記載，有的古籍把它稱作“馬騎燈、“影燈。宋代?武林舊事?在記述各種元宵彩燈時寫道：“假設(shè)沙戲影燈、馬騎人物、旋轉(zhuǎn)如飛，這說明當(dāng)時已利用了冷熱空氣的對流制造出各種各樣的走馬燈。在我國古代，很早就出現(xiàn)了對熱動力的認識和利用，唐代出現(xiàn)了煙火玩物，“煙火