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第8章 孔明好奇学数理,理化生又文史哲(中)(1 / 1)

为了方便讲清楚直辕犁的受力关系,诸葛均拉着诸葛亮到院中地上,拿着竹枝在地上按照院中直辕犁的样子画了起来。画完直辕犁,诸葛均再在直辕犁的犁梢、犁舵、犁底、犁铧等处简单地画上受力关系示意后对诸葛亮说道:

“兄长且看,这便是直辕犁耕作时之受力示意图,直辕犁在耕作时,犁舵处需要耕牛提供向前向上之拉力以拉动直辕犁,此力会使得直辕犁以犁底为支撑产生向上偏转之作用。

然直辕犁之犁辕本身很长,重量很大,因是,犁辕本身亦会因自身重力产生向下偏转之作用。但犁辕自身重力所对应之力臂长,而耕牛提供之拉力因倾角之因,对其做延长线,可发现其对应之力臂很短。

由是,使用直辕犁之时耕牛所需提供之拉力甚大。故若单牛拉动直辕犁耕作易致使耕牛疲累。且因直辕犁过大,单牛单人耕作,单人难以掌控直辕犁。故常用二牛抬杠式操控直辕犁耕作。

二牛抬杠式,常需二牛三夫协同耕作,所需人力物力颇多。即如是,易难改变直辕犁耕作之回转难、耕作低效、操控生硬、耕作低质之劣势。故后世之人,为改变直辕犁之诸多劣处,改进出曲辕犁。”

诸葛均顺势又粗略地描画了曲辕犁的简单图示和受力分析图示,对诸葛亮说:

“兄长且看,这便是曲辕犁之草图,曲辕犁由犁铧、犁壁、犁底、压镵、策额、犁箭、犁辕、犁梢、犁评、犁建和犁盘等部件组成。曲辕犁在改变耕犁构造后,犁辕变短,犁体重量大大减小,易于农夫掌控、且便于回转。

且因曲辕与犁舵之关系,耕牛之力所对应之力臂变长,因此耕作时所需耕牛之力大大减小,耕牛不易疲累。故单牛单人亦可轻松耕作,且耕作之速倍于直辕犁!”

听着诸葛均的受力分析,又看到曲辕犁的优势,诸葛亮很是兴奋,对诸葛均说道:“子坪,此受力分析绝妙,于工器制造亦大有妙用。此曲辕犁亦是甚妙,对农事增收大有裨益,亦将是助力明主之一大利器。且待我取帛布来将此草图记下,与受力分析一并交于英儿。英儿得此良思利器,必当甚为欢喜!”

于是,诸葛亮拿了帛布和笔将曲辕犁与对应的受力分析一并抄录在帛布上。

这边诸葛均听到诸葛亮对黄月英的称呼,一愣∑(o_o;):【这私下称呼这么亲密的吗?不像是那个稳重的丞相啊!】

诸葛亮抄录完后说道:“子坪,仅受力分析一项学问,便能让我受益匪浅,此物理之科目当真绝妙,快将物理之其他学问与我说道说道。

于是,接下来三天时间,诸葛均将力与运动、万有引力与天体物理、动能与势能、能量转换、分子与热力学、电场与磁场、电磁感应、光与电磁波、粒子与原子核、狭义相对论等等诸多物理学概念给诸葛亮做了大致的讲解。

诸葛亮听完说道:“绝妙,绝妙,物理之学问当真是绝妙。此间之道不仅可以计算船体浮力,还可以制造计时所用之钟摆,更是能重新认识天文之事,真是让我耳目一新、大开眼界!”

第二天,诸葛均早起练完太极拳,洗漱完,用完早餐后,就去书房继续给诸葛亮讲解自己的前世所学。

这一天,开始讲的是化学,诸葛均对诸葛亮说道:

“化学是研究物质之间相互反应产生变化的学科,这门学科所研究之变化与前述物理科目中‘核物理’所提及之核子反应不同。

化学所研究之变化,大体上不涉及核子内部之反应,而是现有的元素之间的依赖于电子之物质之间之反应或相互关系。”

“例如,我等早晚间所用之早晚膳,在烹饪早晚膳之时需生火,火焰便是物质反应所产生之现象。此反应便是薪柴与空气中之氧气之间之氧化还原反应。

在烹饪早晚膳之时,食物与水和盐之间亦存在复杂之化学反应。煮茶亦是通过萃取将茶中物质淬炼至茶水中之反应过程,煮药亦是如此。不夸张地说,生活之中处处皆有化学。”

诸葛均顺手掏出前几天画的前三十六位元素的周期表说道:“化学是物质之间的反应或相互关系。由是,首要之事便是要知道组成物质之元素与元素之特性。这是元素周期表中前三十六位元素,也是组成我们生活中大部分物质之元素。”

“这些元素分别是:氢氦锂铍硼、碳氮氧氟氖,钠镁铝硅磷,硫氯氩钾钙,钪钛钒铬锰,铁钴镍铜锌,镓锗砷硒溴氪。

这元素周期表之每一行为一个周期,代表着这些元素拥有相同之电子层数。元素周期表之每一列为一族,代表着这些元素拥有相同之最外层电子数。

当然也有例外的,例如铁钴镍这三列之元素为同一族,称之为第八族。另外我们常见之白银、黄金与铜为同一族,但处于不同周期,故不在该表上。

诸葛均顿了顿,继续说道:“按照反应特性一般将元素分为电负性和电正性两大类。

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电负性表示有吸引电子之倾向,电正性表示失去电子之倾向。因此,电负性越强表示吸引电子能力越强,也可以说是氧化能力越强;电正性越强表示失去电子能力越强,也可以说是还原能力越强。”

“一般而言,周期表之右上边部分氧化性强,是非金属元素;周期表的左下边还原性强,是金属元素。当然也有例外,例如最右边的一列,我们称之为零族元素,这一族元素既无明显之氧化性,又无明显之还原性。”

“另外,地表上之元素分布并不均匀,且在地表上各元素含量也是差异巨大。

地表上之主要元素由多到少分别为氧硅铝铁钙钠钾镁氢。

这些元素大部分以化合物之形式存在。化合物便是指超过一种以上元素反应后的形成之物质。

若是一个物质仅有一种元素,且该物质仅有一种结构形式,我们称之为单质。之所以强调仅有一种结构形式,乃因有些元素可以形成多种结构形式之物质,我们称之为同素异形体。例如:碳这一元素,我们常见之物有木柴与竹子烧成之木炭与竹炭,另外还有石墨、金刚石、无定形碳等等皆为碳之不同存在形式。”

“这些元素之化合物我等最常见之物便是水,乃是氢与氧反应之产物。

硅酸盐大类也是我等接触最多之物质种类。所谓硅酸盐,乃是硅与氧以及诸如钾钙钠等多种元素组合反应之产物。我们常见之沙、石、土壤、琉璃、玉佩、宝石大多均为硅酸盐大类之物质。

在后世,大多认为制造传国玉玺之和氏璧是一种拉长石类硅酸盐。

当然也有一些玉石不是硅酸盐类的,如汉白玉,其主要成分为碳酸钙,与石灰石主成分相同。”

“我等日常所用之盐主要成分为氯化钠。

剧毒之物砒霜与鹤顶红乃是不纯之三氧化二砷。雄黄酒中之雄黄乃是硫化砷,丹砂乃是硫化汞,雄黄与丹砂亦是有毒之物。

我们用银针验毒乃是借用银与硫易反应生成硫化银。”

“当前,与我等而言,化学最大之作用,当是属于利用皂化反应制造洗漱之用之肥皂,利用氧化还原之原理用于冶铜与炼铁,利用硅酸盐反应制造琉璃,还有便是利用木炭、硝石和硫磺制造火药!”

听到火药,诸葛亮感到好奇,问道:“子坪,火药是何物,未曾听闻!”

诸葛均说:“火药是一种遇到明火后能够快速燃爆之物,若将其封存于特定物体中可以让物体腾飞上天或将其爆成粉末。若是用于守城,当会有意想不到之好处!”

诸葛亮说:“如此神奇之物,当需见上一见!若能制造琉璃,则必然能大幅增加财货收入,若能改善炼铁则可快速装备军士。如此,我等襄助明主,当能步步为营!”

诸葛均说道:“制造琉璃,我有一烧制琉璃之配方,炼铁亦有一些炼铁高炉和坩埚炼钢法之资料,另外还有一铁碳相图对炼钢极为有用。届时,兄长可凭此些资料,编制出制造琉璃、炼制钢铁之方法。”

诸葛亮说:“如此甚好,那便将炼铁、炼钢和烧制琉璃之资料与化学科目之学问一同说解!”

又是三天时间,诸葛均给诸葛亮讲了无机化学、有机化学、物理化学、材料化学等科目的主要概念和思想。

其中着重讲了有机化学的同分异构体,物理化学中的反应热力学、反应动力学、电化学等内容。当然,更是着重讲了炼钢、炼铁和烧制琉璃之事项。

讲完化学后,诸葛均保持习惯,第二天早起练完太极拳,洗漱完,用完早餐后,就去书房继续给诸葛亮讲解自己前世之所学。

只是,讲的内容变成了生物。

于是,诸葛亮专用之诸葛均课堂继续开讲了。

诸葛均说道:“兄长,生物科目乃是关于有生命之物体之学问,任何有生命之物均为生物。大体可分为动物、植物、微生物三大类。

其中动物便是诸如人类、牛、马、羊、犬、鸡、鱼等能四处而动之分类;植物便是诸如花、草、树、木等植于某处便不能自主而动之物;微生物则是我等肉眼不能直接看见之生物,有真菌、细菌、病毒等等之类。微生物乃是造成人畜疫病之源头。”

“大部分生物之主要成分均为水,例如人类,水分占体重约七成。

剩余组分为蛋白质、脂肪、糖分和一些盐类。蛋白质、脂肪和糖分都是在化学中所说的有机物质,其主要成分为碳、氢、氧,蛋白质还会含有氮、磷、硫、铁等元素。剩余成分主要为钠、钾、钙、镁、锰、铜、锌等元素。对于动物而言,骨骼和牙齿多为羟基磷酸钙成分,故此磷与钙含量要高于植物。”

“对于植物而言,因其无骨骼,故此其磷和钙所占比重小于动物的比重。植物之主要组成元素为碳、氢、氧,大量元素有氮、磷、钾、钙、镁、硫,微量元素为铁、锰、锌、铜、钼、硼。

此等元素中碳元素主要来自空气中之二氧化碳,其他元素来自土壤。植物可通过光合作用,将二氧化碳和水转换成葡萄糖和氧气。然后,葡萄糖在植物体内再转换成淀粉、纤维素等物质。

,!

因此,若要提高农作物之产量,应当适量给植物施加所需之大量元素。特别是氮、磷、钾几个元素。”

“植物燃烧后之草木灰中含有磷、钾、钙、镁等元素,人畜粪便中含有氮、磷、钾。故此,可以将人畜粪便和草木灰、土壤等进行堆肥然后给农作物施肥以增加农作物产量。

农作物中,菽类作物其根部有固氮菌可以给植物和土地增加氮肥,故此可以将菽类与麦、黍等进行间作或轮作,以增加麦、黍等作物产量。

另外,鉴于植物生长需要光合作用,故需要有足量之阳光,故此必须要使得作物间有足够距离,也必须除去杂草。”

“植物与动物之差别:一为组织结构之差别,二为微观结构上之差别。

微观结构上之差别,主要在于细胞结构,植物细胞在其细胞膜外均有一层细胞壁;动物细胞之细胞膜外则无细胞壁。

组织结构上,动物有诸如神经系统、循环系统、呼吸系统等多个组织系统,植物则无如此复杂之系统结构。”

诸葛亮听完后说道:“不可思议,生物之学问既可用于增加农作物之产量,又可用于防治疫病与提高医治水准,此学问可谓是妙不可言!子坪速将更多生物之学问讲与我听!”

于是,诸葛均花了两天时间,将细胞结构、动物体的八大系统、细胞分裂、染色体配对、杂交育种等等内容,大略地给诸葛亮做了解说。

诸葛亮听完感觉对世界的认识又深了一步,对于内政、农事之事也有了更多的想法,对于未来的目标也更加有了信心。

想到未来政事,诸葛亮突然想起诸葛均烧醒后说的话,问道:“子坪,既然你来自未来,想必那天醒来所说之事,便是历史原走向?”

诸葛均回答道:“是的,兄长。”

诸葛亮说道:“明天开始,便与我说说那些历史人文之事。”

诸葛均说道:“好的,兄长”

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