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