热和功都是能量,都采用能量的量纲。
这是常识,但是,是罗夏作为工科狗的常识,不是现在异世界的主流看法!
远古时期,施法者、炼金术士们就发现物质可以被不断分割成很小的微粒。通过观察星体、沙尘和蒸汽,旧帝国时代前的奥法大师留基波就下过论断:元素和以太有最微小的单位,它们在太空和帷幕后的世界漂流、激起漩涡,汇聚成万物和魔法。
“原初之神用祂的伟大神力粘合微小的元素,创造万物。如同我们用水和着细腻的土粒塑成陶器。”
于是元素、或者说物质的最小单位被命名为元素子。旧帝国和新时代更替后,经过闪族人的翻译、再传回主大陆时元素子讹变为“原子”。
能发现原子,这很好,但是施法者,尤其是其中的炼金术士的俺寻思之病有点严重,觉得既然实物是微粒,那其他东西就是小到摸不着的微粒。
以太是微粒,罗夏没搞明白暂不评价;光是微粒,罗夏能给半对;至于有微粒叫燃素叫热素...今天我就要推翻“热质说”!罗夏表面对着卡诺笑嘻嘻说自己会再修改,转头恶狠狠地开始构思“热动当量”实验。
假设热是一种叫“热素”的微粒,原世界的现代人或许会不理解,但这一假说确实容易类比、能描述一些热量传递的现象。
比如可以想象温度是衡量“热素”多少的量,或是度量“热素”储存在物体内的势差,那么“高温物体传热给低温物体”就能被非常形象地比作水从高处溢出往低处流动。
搭配重量级选手燃素说简直是珠联璧合:热素积累到一定程度会激活燃素,燃素在燃烧过程中不断劣化成热素释放。
但是也有解释不了的现象。
有一位坚信热质说的炼金术士住在大陆北方的冰天雪地里。他有矮人、极地精灵两位好友,还有一位学徒。
首先学徒拿来两个一样的大铜锅,一个装油一个装水,然后取来同样重量的冰泡进油和水里,冰完全融化后学徒测温度发现:
“老师,为什么油和水失去了一样多的热素,降低的温度不一样呢?”
“不同的物质接受或失去热素的能力也不同,一定是环境中的热素补充了温度更低的锅里液体的热素,让冰都融化了。”
然后他的极地精灵朋友问他,为什么搓手会热,他回答说你无意识在搓手的过程中激发了魔法,让以太转化成了热素。
精灵让他用法师之手抓住一块冰摩擦另一块冰,声称冰也会融化。“难道冰块会魔法吗?”炼金术士让精灵别再戏弄自己了。
最后矮人好友来信,他在制造炮管的过程中,把铁柱泡在水里钻炮膛,钻了两个半小时水竟然沸腾了,让他很疑惑:难道热素是一种矿能被钻出来?术士回复他:金属柱里有热素,并且在产生铁屑的过程中有热素被释放出来。
接着矮人又来信:如果热素均匀分布在物体里,用尖钻头钻,水升温少铁屑多,用钝钻头钻,水升温多而铁屑少,是不是矛盾了?
罗夏讲了这样一位生活在极地的炼金术士的故事。
“然后呢?”帕斯卡打着哈欠,用面包蘸走碗底最后的奶油蘑菇汤。
“然后他气急败坏,向帝国当局举报矮人私造重型火器。”说完罗夏割下一块鸭肉送入嘴里。“吃完后一起去一趟炼金部吧。对了,卡诺老师让你把他办公室里的利口酒带到田园大道那边的研究室。”
“你也去?还要做新实验?”
“别紧张,这次有炼金部的人帮忙。”
炼金部一楼,斯诺法师已经到了,还有几位老哥也在场,库房整理出来的空间内摆着两台装置。它们都有玻璃水缸,盛着相同质量的水。
一台装置水里插着螺旋桨叶,连杆被绳子缠绕几圈,一头系着大砝码。显然砝码放下,在下坠的过程中就会带动螺旋桨叶搅拌。
另一台则是砝码下坠,会带动一台炼金部能的找到最小的转子发电机,电路的一部分缠绕成弹簧泡在水里。
斯诺一脸肉疼:“罗夏法师,这不是破坏性试验吧?你要的电阻丝可是铁铝合金!”没有电解铝的世界里,炼金部甚至尝试过开发法术提炼铝的方法——这灰不溜秋的玩意价格比黄金还高一丢丢。
“放心,不是。机械部分润滑过了吗?我希望摩擦越小越好。”罗夏检查试验装置:“两边的砝码都要齐平在同一高度,这个高度要记录下来。现在室温多少度?和水温一致...”
最后,分别放下两台装置的砝码,一号装置的桨叶转动,二号装置转子转动。
砝码坠地,“快记录水的温度读数。”
“然后呢?一组实验就结束了?”帕斯卡有点懵了,这么简单?和他参与的实验不一样啊。
“是的。”简洁的实验和天才的洞见,得到的就是伟大的结论啊...这可是焦耳大神的手笔。
斯诺接过老哥记下的数据:“相差无几!罗夏法师!水真的升温并且温度一致!”
罗夏点点头:“如果能完全排除导线电阻和摩擦力应当是完全一样。不过我们的温度计也做不到精确测出差异就是。”
帕斯卡还是没有明白意图:“你想通过这些实验说明什么?”
“罗夏法师设计的实验里,在开始前所有的物品温度都是一样的。按理说不应该有热素的转移。但是释放砝码后动能却使得水升温了!两台不同的装置传递动能,并且没有以太介入就能使水升高相同的温度...”
“说明热和功能够转换。”罗夏接过话头:“如果把热看作热素,这很难解释,我们的装置可没有魔法回路。但如果把热看作一种能量,传导到物质内使得微粒发生微小运动,我们就能在一号装置直观地看到:宏观的运动转化为物质内微小运动,其结果就是升温。”
热并非一种物质,而是微观粒子的一种运动现象,可以和宏观的机械运动等价转换。“热质说”能解释的现象我能解释,“热质说”不能解释的现象我也能解释,这,就是“热动说”!
他又走到有发电机的装置前:“二号装置则向我们证明,宏观运动的动能、电能和热也能转化。如果把两台装置垫高,增大砝码下坠距离,我们应该还能看到水升高更高的温度,并在砝码质量、下坠高度和水的质量已知情况下计算出温度和动能的关系。”
于是多组实验开始,得到的一连串数据,很容易就看出,砝码下坠高度和温升呈正比关系。
“你是对的罗夏法师,热和功可以被同样的单位衡量!我没理由再不相信您的能量守恒和等价理论了!”
“还有电能,斯诺先生。”
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