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第489章 化石能源与清洁能源(1 / 1)

蒸汽机的原理非常简单,所使用的技术也不是什么匪夷所思的技术,在场的学子们听的认真,倒有一多半人听懂了,至于蒸汽机的构造,此时既讲不清楚,也不必细讲,待工学院成立之后,自然有专门的人员去研究实施。

章惇有了这段时间的与沈方交流的基础,今天才算是彻底明白了蒸汽机的价值。之前他与沈方聊的最多的是关于更加基础的物理、化学、数学等内容,象今天这样将实际应用展开讲并不多见。而沈方刻意讲得系统一些,除了给关中学子播下一颗种子之外,倒有一大半是讲给章惇听,他相信章惇一定能深刻领会。

“蒸汽机虽然用处极大,但有几个明显的缺点。一是能量转换效率低,燃烧燃料之后,通过水蒸汽来及传动杆来驱动传动轮,中间多了环节,造成了能源的浪费;二是污染严重,工作场所环境恶劣,蒸汽机不但会排放大量的有害气体,而且需要不断地添加燃料,又脏又累;三是需要占用人力,为了保障蒸汽机的运行,需要有人专门添加燃料;四是启动缓慢,无法满足更多的应用场合,比如单人使用的机器,蒸汽机根本没有办法使用。”

“如何解决这些缺点?诸位没有见过火枪,但总见过爆竹,如果将爆竹产生的力量利用起来,效率比蒸汽机高许多倍。在机器内部不再是水蒸汽,而是直接将燃料点燃,产生的爆燃气体会推动转动轮转动,省却水蒸汽汽化、冷凝的能量浪费,也省却了杠杆传动的能量损耗。这台新式的机器便是内燃机,当然内燃机中燃烧的燃料不是煤炭,而是汽油。”

“汽油在大周还未被提炼出来,所以世间便没有人听闻。此物乃是由延庆路等地出产的石油提炼而成,石油是家父起的名字,当地百姓往往称之为黑油或火油,可以燃烧,但有焦臭味,燃烧过后的黑灰可用来制造油墨。石油浑身都是宝,可以先后提炼出重油、柴油、煤油、汽油、石油气,除了重油之外,另外四种都是可以燃烧的燃料,用于不同的场合。重油通过特殊处理可以提练出沥青、燃料油、石蜡、润滑油等物。沥青可以与混凝土配合铺设沥青路面,其性能比如今最好的水泥路面更有优势,燃料油可以用于大型远洋船舶使用,石蜡可以广泛用于防水包装等用途,润滑油可以用来做轴承、各种机器的润滑,增强机器使用寿命和稳定性。”

“有了内燃机,我们才算是彻底掌握了自然界中的化石能源。天上飞的,地上跑的,水里游的,农田耕种收割,挖矿,伐木,到处都可以使用。”

大凉棚内席地而坐的一个年轻弟子问道,“先生,既然内燃机比蒸汽机更有优势,那我等是否无需研究制造蒸汽机,直接研究内燃机即可。”

“内燃机远比蒸汽机复杂,需要材料工艺及基础工业达到一定程度才能有成果,在这之前需要一方面进行蒸汽机的设计研发,以满足工业所需,另一方面需要进行基础工业的研究,当耐高温、耐磨损、密闭性的材料逐渐研发出来之后,内燃机便水到渠成。在这之前,既使在实验室中能够提炼出少量的各种燃料,内燃机也只能停留在原型机的阶段,无法实现工业化生产,运用于各行各业。”

“诸位在研究蒸汽机、内燃机时便应该广泛采用数学等工具手段,进行定量的统计分析,让制造运行的成本更低,使用更方便,维护更容易,这样才符合工业化生产的基本要求。否则,即使可以运行,但运行成本远高于蒸汽机或水力车机,那么也没有实际用处。”

沈方见没有人提问,便继续讲,“无论是蒸汽机还是内燃机,使用的都是化石能源,所谓化石能源是指,动植物的残骸在长时间高温高压情况下,发生反应,而形成的固态、液态、气态可燃烧物。地球上面,化石能源非常丰富,但也有用完的时候。比如延庆路、河东北路、河东南路,原本是森林,后来由于地壳移动,渐渐变成海洋,无数泥沙将长年累积的植物层层掩埋,随后又因为地壳移动,这些地方逐渐浮出海面成为现在的黄土高原。河东两路地底之下又难以计数的煤炭,足够大周使用数百年。”

“但是数百年后,我们的后世子孙会比现在多数倍,需要更多的能量,地球上的化石能源有限,且无法再生,我们必须从现在开始就研究可再生能源和清洁无污染能源。”

“刚才沈某说了,现在世界上最常用的力量只有两种,一种是电磁力,一种是万有引力,所谓能量便是电磁力的存储和转换方式。那么大家可知道世间这一切能源源自何处?”

“除了月球和地球之间因万有引力而引起的潮汐能之外,地球上绝大多数能源都来自于太阳,由于有了太阳光的照射,植物吸收了阳光,将空气内的某种物质转化为自己的一部分,这个过程叫做光合作用,正是有了光合作用,阳光所蕴藏的能量才得成在植物、动物之间进行转换,有些植物、动物经过漫长的岁月转换为化石能源。秦凤路随处可见的大风,亦是能源的一种,而且取之不尽,用之不竭,风之所以产生,也是因为不同地域空气受太阳光照射不同,而产生了冷暖气流,从而形成了空气的流动。还有水力车机所使用大江、大河流水的力量,也是因为地面上的水份受到太阳的照射,而蒸发在空中形成积雨云,遇到高山时便以冰川雨水的方式回到了地面之上。吐蕃便是大周绝大多数水系的源泉,吐蕃在大周的西边,所以大江、大河流动的方向几乎都是从西往东。”

“潮汐能、风能、水能,甚至直接使用的太阳能,这些能源周而复始,子孙后代永远可以使用,值得诸位花毕生的精力研究。但今天沈某要给大家讲的,乃是另外一个非常重要的能源,电能。”喜欢重生大宋征服史请大家收藏:(zeyuxuan.cc)重生大宋征服史泽雨轩更新速度最快。到泽雨轩(www.zeyuxuan.cc)

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