「老師,鐵廠用的燈好像和這個不太一樣,雖然是燒乙炔氣體作為燃料,但是燈嘴前面還放了塊石灰,名字也被叫做鈣光燈,而不是電石燈,這是為什麼?那塊石灰又起到什麼作用?」
魯錦點點頭當即解釋道,「你觀察的很仔細,不過鐵廠的鈣光燈和電石燈區別不大,只是在燈口前面加了塊石灰,放在火苗上炙烤,便可以發出更亮。更耀眼的白光,即便是黑夜也能亮如白晝,這只是利用了石灰的白熾現象而已。
「白熾,即為物體受熱會產生可見光的現象,很多物體都有這種性質,這裡用石灰,只是因為它便宜,容易獲取,再加上耐燒。」
「老師我明白了,謝謝老師。」
「嗯,你坐。」魯錦這時繼續說道,「那麼乙炔氣除了拿來點燈照明,還有別的用處嗎?」
眾人頓時蹙眉沉思起來,魯錦也不等他們回答,就主動說道,「乙炔氣體在空氣中燃燒時,可以達到2100度左右的高溫火焰,我們經過之前的實驗,還知道了氧氣可以助燃,那麼如果將乙炔和純氧混合燃燒時,會發生什麼呢?」
眾人眼前一亮,立刻有人舉起了手。
「胡光耀,你說。」
被點到名的胡光耀立刻起身說道,「會更加劇烈的燃燒,甚至可能會發生爆炸,可以用來製作更厲害的火器。」
「想法不錯,坐吧,但是相比於製作武器,這種乙炔氧氣火焰,在生產中的作用可能更大。
「我們之前就已經知道,鐵的熔點只有1538℃,而炔氧焰的溫度能高達3100到3500度的高溫,是鋼鐵熔點的兩倍還多,換言之,這種火焰可以瞬間將鋼鐵熔化,乃至燒穿,能輕易的將一門重達數千斤的鐵炮切成兩節,也可以將鐵條熔成鐵水,嵌在兩塊鋼板的縫隙中間,將兩塊鋼板焊接成渾然一體。
「因為炔氧火焰這種能夠焊接和切割鋼鐵的強大效能,故而又被公輸氏戲稱為工業法器,它對生產的重要性不言而喻,那麼誰來說說,這種東西和我上節課講的人工製冷有什麼關係?」
在場學生頓時苦思冥想起來,沒過片刻便有人舉起了手,魯錦點了一名上午就很積極的同學,「茅新,你說。」
「老師上午說,人工製冷要把空氣裝到一個密不透風的鐵罐子裡,在罐子里加壓制冷,將空氣液化,尋常的容器肯定難以做到,而用鋼鐵製作容器,又不能漏水漏氣,鑄造也不容易,如果我們能夠將鋼板完美的焊接成一個整體,那就能做出這種耐壓耐低溫的鋼鐵容器了。」
「說的很好,請坐。」魯錦揮手讓茅新坐下,然後才說道。
「所以氣焊技術,也是人工製冷的前置技術,如果不先搞定這個技術,你連密閉的耐壓容器都造不出來,又空談什麼人工製冷呢?」
眾人頓時恍然大悟,串上了,全都串上了,原來魯錦講的這些還是為了給人工製冷打基礎。
後排坐著的宋濂和朱升等人也面面相覷,看來魯錦是真的要搞這人工製冷啊,而且思路還很清晰,先做什麼,後做什麼,顯然他都已經有了規劃。
等講完了乙炔,魯錦又講起了氧化鐵的還原反應,分析了鐵礦石冶煉成鐵的每個步驟分別是什麼化學反應,然後才對學生說道。
「現在我們知道了,鐵的冶煉本質上就是氧化鐵和炭共熱,利用炭和氧的親和性,將氧化鐵中的氧原子奪走,使其恢復成鐵本身的什麼反應?還原反應。
「但是這種脫氧反應,也會不可避免的在鐵中摻入炭元素,因此我們日常所說的鐵並非鐵單質,而是鐵和炭的合金,那我們平時所說的生鐵。熟鐵和鋼又是什麼東西呢?它們之間又有什麼不同?其實就是鐵碳合金中,碳元素佔比多少的不同造成的。
「通常情況下,按照公輸氏的定義,含碳量在2%到5%左右的鐵碳合金,我們稱為生鐵;含碳量低於2%的稱為熟鐵;而鋼就是含碳量在03%到2%的鐵碳合金。
「鐵廠來的同學應該知道,直接從高爐裡出來的,那叫生鐵,要經過鍛打或炒鋼。灌鋼,才能造出鋼,而鋼的價格往往是生鐵的十倍以上,那麼我們現在知道了冶鐵的化學原理,有沒有辦法,可以生產出更多更廉價,質量更好的鋼呢,當然是有的。
「我們先看炒鋼法與灌鋼法有什麼不同,炒鋼便是透過翻炒生鐵鐵水,使鐵水和空氣中的氧發生反應,生成一氧化碳和二氧化碳氣體,從鐵水中脫離,以此來降低生鐵中的碳含量,使其變成鋼的工藝。
「而灌鋼法,就是將含碳高的生鐵鐵水,澆在含碳低的熟鐵上,使碳含量得到中和,從而起到降低碳含量,將其變成鋼的另一種工藝。」
在場學生都聽的津津有味,後排的宋濂和朱升等人更是有一種恍然大悟的感覺,原來灌鋼和炒鋼是這個原理。
詹同也壓低聲音對幾人小聲說道,「怪不得殿下會說墨家知其然不知其所以然,總有一種眾人皆醉我獨醒之感,原來竟真是如此,若非今日聽了這堂化學課,恐怕我們也是知其然不知其所以然,原來炒鋼和灌鋼竟是為了給鐵水脫碳。」
其他幾人也點了點頭,有種終於知道了世界真相的感覺。
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