第15章 挖墙脚
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深灰色没有多余装饰的简易布艺沙发、木制靠椅，没有茶几，只有一个正方形的餐桌，整个房间的布置非常符合一个理工男的气质——不在意美观，一切以实用为主。
不过客厅中间与其说是餐桌，不如说是一张工程桌，桌子上满满当当摆放着各种各样的机械零件和多个大小不一的轴承。
沙发正上方的墙壁上挂着一块儿铁板，铁板上有几张工程图纸用吸铁石固定着。
因为离得太远，克里斯隐约可以看到纸上画着几个长短不一的杆和轮轴，看起来像是传统系统，但他不确定这是不是默多克正在发明的那一套太阳——行星齿轮传动系统。
为了不至于在默多克面前留下间谍的印象，克里斯强忍着自己的好奇心没有发问——一个发明家对于自己的专利就像是对自己孩子一样，有个陌生人和你打招呼也就罢了，如果还能一口叫出自己孩子的名称，再大度的人恐怕也会有戒备心。
“久等了。”不到两分钟的时间，身穿白色衬衣，灰色工裤的默克多就走下楼梯。
克里斯非常有礼貌地回复道：“不不，是我太冒昧地打扰你了。”
默多克走到壁炉前，弯下腰把火点燃，扭头问道：“我这里只有咖啡，要来点儿么？”
“好的，麻烦你了。”
默多克拿起从楼上拎下来的热水壶，冲了两杯咖啡，把其中一杯给克里斯递过去，把双手捧着自己的咖啡杯，火热的咖啡可以在寒冷的冬天给双手带来温度。
克里斯接过咖啡杯开诚布公地说道：“默多克先生，今天来拜访您是我听特里维西克说您是一名在瓦特-博尔顿工厂任职的工程师，而我正好对蒸汽机非常感兴趣，所以我研究了蒸汽机的动力来源，发现这种机器主要靠热能做功。”
“当然，这些都是常识，在文艺复兴的时候就已经有人发现。但是，在非常偶然的情况下，我发现了一种规律，嗯，一种非常特殊的规律，所以一直想找蒸汽机这方面的专家了解一下。毫无疑问，你就是这种专家。”
克里斯看出来了，默多克应该是不属于那种社交达人，而且说话简短、有力，看起来应该是直来直去的性格，所以他也选择说话更为直接。
默多克喝了一口咖啡，默认了克里斯的说法。
见状，克里斯继续道：“我在伦敦的皇家学会举办的宴会中有幸见到过卡文迪许爵士，他是一名伟大的物理学家，他告诉我他的实验已经证明了有空中有一种燃素，每次燃烧的时候都会消耗这种燃素，这种燃素在空气中占比20%左右，我更愿意给这种燃素起名叫做氧气。”
克里斯毫不羞愧地凭借自己的“先知”开始胡编乱造起来，只不过他说的只有见过卡文迪许爵士这件事是假的，其他的都是真的，只不过不是他研究出来的，而是他上学的时候学到的。
但卡文迪许爵士是出了名的社恐，所以克里斯并不认为默多克认识卡文迪许爵士。
这时，默多克已经陷入了沉思之中，克里斯趁热打铁，接着说道。
“所以我就考虑，蒸汽机的原理是把水沸腾为蒸汽，再由蒸汽在汽缸内推动活塞做功，冷却的蒸汽通过管道被引入冷凝器重新凝结为水。”
“在这个过程里，蒸汽机运动不断重复，使得蒸汽机可以一直向外输出动力。”
“但是！这种动力来源是蒸汽，需要燃料→蒸汽→做功→输出动力。”
“那有没有一种可能——直接通过燃料与空气混合，利用燃烧压力推动活塞做功，省去把水加热的环节，是不是更加可以提升机器的效率。”
克里斯丝毫不介意把内燃机的原理概念直接给抛了出去。
首先，最初级的内燃机4%左右的热能利用效率和蒸汽机相比，并没有什么优势，现在瓦特的蒸汽机热能效率已经能达到3%，内燃机想要在热能利用效率超过蒸汽机离不开四冲程的工作循环理论，也就是所谓的奥拓循环。
其次，即便默多克最后不能被他说服，执意要在瓦特的工厂工作，即便他是个天才，真的靠自己的能力把内燃机研究出来，那对克里斯来说也是非常有利的一件事，他相信世界上没有任何一个人会比他更加清楚内燃机应该运用到什么地方。
而且，内燃机只是一个引子罢了。
见默多克眼神越来越亮，克里斯直接掏出王炸。
“然后我对蒸汽机进行了研究，发现蒸汽传导过程中温度会减少，这也代表了他的热量也会减少。”
“后来我又用了其他几种材质去测试热量传递，从中发现了两个规律。”
“第一：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和，这一条我也称之为叫能量守恒定律；”
“第二：热量可以自发地从温度高的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体。”
“所以我在考虑，能不能在蒸汽做功之前先进行压缩再做功、排气，这样一来是不是可以提升输出的动力。”
“因为我是从蒸汽中发现的这个规律，所以想和你讨论一下，看是否正确。”
这是他曾经在高中物理中学到的热力学第一、第二定律，在未来可以称之为定律并在学生的课本上作为书本知识进行教学的内容，最起码是以21世纪的科学技术手段推不翻的规律。
不过，虽然这是在未来高中生就要掌握的知识点中的一部分，但是对于18世纪的人来讲，这，就是至理名言！
克里斯说完，客厅陷入了沉默。
火炉上的茶壶先是发出轻柔的咕噜声，这是水开始蓬勃升温的征兆，伴随着水的升温，声音逐渐变得更为清晰，当茶壶里的水在持续不断地起伏翻滚的时候，伴随着气泡翻滚和破裂的声响，蒸汽从茶壶的壶嘴里冒出来。
但是更多的蒸汽把壶盖顶的上下跳动着，壶盖与壶身碰撞，发出清脆的‘哐哐’声。
这个声音惊动了陷入沉思的默多克，他脸上挂着歉意，把茶壶拿起来放到桌子的杯垫上。
用比刚才开门时更嘶哑的声音说道：“我！我不知道你说的是不是正确的，但是这是一个研究的方向。”
“而且以我的经验来看，我认为你说的应该没有什么错误，剩下的就是利用实验去证明这件事情。”
他用手抚着额头：“我也研究过蒸汽→做功这个过程，我发现蒸汽到达气缸的时间越短，气缸的活塞运动就会越快，反之亦然。”
“但是，我当时考虑的是可以提高气缸内的蒸汽压力，那么在同等体积情况下，蒸汽机是不是可以产生更多的动力。”
“如果按照你发现的规律，单位时间内传输更多的蒸汽，那就也可以加快气缸的活塞运动，那就代表着提高蒸汽机输出动力的手段有两个，第一个是增加输入的蒸汽量；第二个是减少传输的距离，在密闭缸体内压缩同体积的蒸汽，这样就可以让活塞运作的速度更快。”
“至于你说的氧气是燃素，利用燃料与空气中燃素混合直接产生压力推动机器的想法，抱歉，我从来没想过这件事情。”默多克脸上露出歉意。
还得是你，历史上第一个发明高压蒸汽机的男人，克里斯看着默多克，心中感慨万分。
仅仅从克里斯给出的理论，在这么短的时间内就提出两个改良方案，更重要的是，这两个方案都是可行的。
不过，默多克这么回答恰好符合克里斯的真正意图——抛出一个他感兴趣、但是不理解的话题，引导他说出自己的想法，再顺着他的想法去做解释。
截至目前，谈话的走向是按照这个克里斯设计好的路线发展，于是克里斯继续引导着谈话：“我认为你的想法没有问题。”
他指了指水壶：“动力在世界上随处可见，比如刚才水壶里的水沸腾后把壶盖给顶开，这时利用了蒸汽的力量；还有在磨坊里最常见的水车，如果水流更急，那么水轮就会转得更快，单位时间内磨坊里产出的面粉就会变多；如果水流速度慢，单位时间内磨坊里产出的面粉就会变少。”
“都是水流作为动力，都是同样的河道，但是就因为水流速度快慢不一样，单位时间内产生的功就不一样。这是利用了地形的高低落差，利用了水的力量。这个道理放到蒸汽机上同样适用。”
默多克喝了口咖啡，听到克里斯深入浅出地解释了不同的物质对于动力的影响，连忙把茶杯放下附和道：“对，就是这样，所以如果想让蒸汽机的工作效率提高，就需要提升缸内的压力和温度。”
“我曾经研究过高压锅的运转方式，发现火越旺，锅内升压的速度就会越快；火越小，锅内升压速度就会变慢。”
“如果有办法把高压锅运作方式放在蒸汽机上，相信同样的功率下，蒸汽机输出的动力会远超现在。而且，根据我的设计思路，这种蒸汽机的体积会变得比现在小得多，最小的可能只有一张桌子这么大小！我们甚至可以把它安装在马车上，用来代替马！”
“如果有人可以实现这些，恐怕他的名字可以光荣地镌刻在历史行进的史册里，默多克先生有没有兴趣和我一起进行研发？”克里斯故意在这个时间提起邀请，因为他知道，瓦特对于手下雇员打压得有多么的苛刻。
果不其然，他看到默多克露出苦涩的笑容。
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不过客厅中间与其说是餐桌，不如说是一张工程桌，桌子上满满当当摆放着各种各样的机械零件和多个大小不一的轴承。
沙发正上方的墙壁上挂着一块儿铁板，铁板上有几张工程图纸用吸铁石固定着。
因为离得太远，克里斯隐约可以看到纸上画着几个长短不一的杆和轮轴，看起来像是传统系统，但他不确定这是不是默多克正在发明的那一套太阳——行星齿轮传动系统。
为了不至于在默多克面前留下间谍的印象，克里斯强忍着自己的好奇心没有发问——一个发明家对于自己的专利就像是对自己孩子一样，有个陌生人和你打招呼也就罢了，如果还能一口叫出自己孩子的名称，再大度的人恐怕也会有戒备心。
“久等了。”不到两分钟的时间，身穿白色衬衣，灰色工裤的默克多就走下楼梯。
克里斯非常有礼貌地回复道：“不不，是我太冒昧地打扰你了。”
默多克走到壁炉前，弯下腰把火点燃，扭头问道：“我这里只有咖啡，要来点儿么？”
“好的，麻烦你了。”
默多克拿起从楼上拎下来的热水壶，冲了两杯咖啡，把其中一杯给克里斯递过去，把双手捧着自己的咖啡杯，火热的咖啡可以在寒冷的冬天给双手带来温度。
克里斯接过咖啡杯开诚布公地说道：“默多克先生，今天来拜访您是我听特里维西克说您是一名在瓦特-博尔顿工厂任职的工程师，而我正好对蒸汽机非常感兴趣，所以我研究了蒸汽机的动力来源，发现这种机器主要靠热能做功。”
“当然，这些都是常识，在文艺复兴的时候就已经有人发现。但是，在非常偶然的情况下，我发现了一种规律，嗯，一种非常特殊的规律，所以一直想找蒸汽机这方面的专家了解一下。毫无疑问，你就是这种专家。”
克里斯看出来了，默多克应该是不属于那种社交达人，而且说话简短、有力，看起来应该是直来直去的性格，所以他也选择说话更为直接。
默多克喝了一口咖啡，默认了克里斯的说法。
见状，克里斯继续道：“我在伦敦的皇家学会举办的宴会中有幸见到过卡文迪许爵士，他是一名伟大的物理学家，他告诉我他的实验已经证明了有空中有一种燃素，每次燃烧的时候都会消耗这种燃素，这种燃素在空气中占比20%左右，我更愿意给这种燃素起名叫做氧气。”
克里斯毫不羞愧地凭借自己的“先知”开始胡编乱造起来，只不过他说的只有见过卡文迪许爵士这件事是假的，其他的都是真的，只不过不是他研究出来的，而是他上学的时候学到的。
但卡文迪许爵士是出了名的社恐，所以克里斯并不认为默多克认识卡文迪许爵士。
这时，默多克已经陷入了沉思之中，克里斯趁热打铁，接着说道。
“所以我就考虑，蒸汽机的原理是把水沸腾为蒸汽，再由蒸汽在汽缸内推动活塞做功，冷却的蒸汽通过管道被引入冷凝器重新凝结为水。”
“在这个过程里，蒸汽机运动不断重复，使得蒸汽机可以一直向外输出动力。”
“但是！这种动力来源是蒸汽，需要燃料→蒸汽→做功→输出动力。”
“那有没有一种可能——直接通过燃料与空气混合，利用燃烧压力推动活塞做功，省去把水加热的环节，是不是更加可以提升机器的效率。”
克里斯丝毫不介意把内燃机的原理概念直接给抛了出去。
首先，最初级的内燃机4%左右的热能利用效率和蒸汽机相比，并没有什么优势，现在瓦特的蒸汽机热能效率已经能达到3%，内燃机想要在热能利用效率超过蒸汽机离不开四冲程的工作循环理论，也就是所谓的奥拓循环。
其次，即便默多克最后不能被他说服，执意要在瓦特的工厂工作，即便他是个天才，真的靠自己的能力把内燃机研究出来，那对克里斯来说也是非常有利的一件事，他相信世界上没有任何一个人会比他更加清楚内燃机应该运用到什么地方。
而且，内燃机只是一个引子罢了。
见默多克眼神越来越亮，克里斯直接掏出王炸。
“然后我对蒸汽机进行了研究，发现蒸汽传导过程中温度会减少，这也代表了他的热量也会减少。”
“后来我又用了其他几种材质去测试热量传递，从中发现了两个规律。”
“第一：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和，这一条我也称之为叫能量守恒定律；”
“第二：热量可以自发地从温度高的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体。”
“所以我在考虑，能不能在蒸汽做功之前先进行压缩再做功、排气，这样一来是不是可以提升输出的动力。”
“因为我是从蒸汽中发现的这个规律，所以想和你讨论一下，看是否正确。”
这是他曾经在高中物理中学到的热力学第一、第二定律，在未来可以称之为定律并在学生的课本上作为书本知识进行教学的内容，最起码是以21世纪的科学技术手段推不翻的规律。
不过，虽然这是在未来高中生就要掌握的知识点中的一部分，但是对于18世纪的人来讲，这，就是至理名言！
克里斯说完，客厅陷入了沉默。
火炉上的茶壶先是发出轻柔的咕噜声，这是水开始蓬勃升温的征兆，伴随着水的升温，声音逐渐变得更为清晰，当茶壶里的水在持续不断地起伏翻滚的时候，伴随着气泡翻滚和破裂的声响，蒸汽从茶壶的壶嘴里冒出来。
但是更多的蒸汽把壶盖顶的上下跳动着，壶盖与壶身碰撞，发出清脆的‘哐哐’声。
这个声音惊动了陷入沉思的默多克，他脸上挂着歉意，把茶壶拿起来放到桌子的杯垫上。
用比刚才开门时更嘶哑的声音说道：“我！我不知道你说的是不是正确的，但是这是一个研究的方向。”
“而且以我的经验来看，我认为你说的应该没有什么错误，剩下的就是利用实验去证明这件事情。”
他用手抚着额头：“我也研究过蒸汽→做功这个过程，我发现蒸汽到达气缸的时间越短，气缸的活塞运动就会越快，反之亦然。”
“但是，我当时考虑的是可以提高气缸内的蒸汽压力，那么在同等体积情况下，蒸汽机是不是可以产生更多的动力。”
“如果按照你发现的规律，单位时间内传输更多的蒸汽，那就也可以加快气缸的活塞运动，那就代表着提高蒸汽机输出动力的手段有两个，第一个是增加输入的蒸汽量；第二个是减少传输的距离，在密闭缸体内压缩同体积的蒸汽，这样就可以让活塞运作的速度更快。”
“至于你说的氧气是燃素，利用燃料与空气中燃素混合直接产生压力推动机器的想法，抱歉，我从来没想过这件事情。”默多克脸上露出歉意。
还得是你，历史上第一个发明高压蒸汽机的男人，克里斯看着默多克，心中感慨万分。
仅仅从克里斯给出的理论，在这么短的时间内就提出两个改良方案，更重要的是，这两个方案都是可行的。
不过，默多克这么回答恰好符合克里斯的真正意图——抛出一个他感兴趣、但是不理解的话题，引导他说出自己的想法，再顺着他的想法去做解释。
截至目前，谈话的走向是按照这个克里斯设计好的路线发展，于是克里斯继续引导着谈话：“我认为你的想法没有问题。”
他指了指水壶：“动力在世界上随处可见，比如刚才水壶里的水沸腾后把壶盖给顶开，这时利用了蒸汽的力量；还有在磨坊里最常见的水车，如果水流更急，那么水轮就会转得更快，单位时间内磨坊里产出的面粉就会变多；如果水流速度慢，单位时间内磨坊里产出的面粉就会变少。”
“都是水流作为动力，都是同样的河道，但是就因为水流速度快慢不一样，单位时间内产生的功就不一样。这是利用了地形的高低落差，利用了水的力量。这个道理放到蒸汽机上同样适用。”
默多克喝了口咖啡，听到克里斯深入浅出地解释了不同的物质对于动力的影响，连忙把茶杯放下附和道：“对，就是这样，所以如果想让蒸汽机的工作效率提高，就需要提升缸内的压力和温度。”
“我曾经研究过高压锅的运转方式，发现火越旺，锅内升压的速度就会越快；火越小，锅内升压速度就会变慢。”
“如果有办法把高压锅运作方式放在蒸汽机上，相信同样的功率下，蒸汽机输出的动力会远超现在。而且，根据我的设计思路，这种蒸汽机的体积会变得比现在小得多，最小的可能只有一张桌子这么大小！我们甚至可以把它安装在马车上，用来代替马！”
“如果有人可以实现这些，恐怕他的名字可以光荣地镌刻在历史行进的史册里，默多克先生有没有兴趣和我一起进行研发？”克里斯故意在这个时间提起邀请，因为他知道，瓦特对于手下雇员打压得有多么的苛刻。
果不其然，他看到默多克露出苦涩的笑容。
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