第五百八十三章 电的实验
皇宋锦绣 作者:十年残梦
第五百八十三章 电的实验
定海军关于电力的研究,开始的一点都不晚,电力是蒸汽动力之后的动力,在出现之后,就以方便和转换较高,取代了蒸汽动力,成为了整个世界的主流,从19世纪末开始,一直到21世纪,电力也成为了衡量一个国家实力的重要指标。
电并不是很困难的,电流本身就是自然界之中,可观存在的,如果说剧烈的电流对撞,那就必须要说雷阵雨之中的闪电,无论是的条形闪电,还是球形闪电,这些到了21世纪,也没有利用上。
在后世能源匮乏的时代,大量的雷阵雨之中的雷电的力量,白白的浪费掉,让很多人很是眼热,几乎整个地球每秒钟,都有100次闪电出现,每一次闪电之中蕴含的能量,相当于数百瓦,也就是说,每秒钟,最少有数万瓦的电能。
不过,闪电出现的地点不确定,而且每一次闪电时间太短,几秒钟的时间,闪电就完成了正负电荷的碰撞,最终把能量释放出来,这种快速的不可控的能源,很难观测,就算是到21世纪,整个世界,对于闪电的性质,也是一知半解,更别说北宋了。
赵信当然不会研究闪电的形成机理,可是日常生活之中,电所出现的地方,不知道多少,比如说,一个梳子,跟头皮摩擦,就可以吸附细小的纸屑,比如说,穿在一些毛皮的衣服,在冬天干燥的时候,就会产生静电。
这些都是电在不同的条件下的表现形式,可以作为,对电力研究的一部分,早在最初,到了大名府安顿下来,有了一些识字的士子之后,赵信就已经开始对他们进行了针对性的研究。
从静电,到电流,再到产生电,对于整个世界电力发展来说,这会是一个较为漫长的过程,可是实际上,赵信掌握的咨询,直接无视各种的壁垒,从最开始,就解决了电产生的问题。
赵信是一个博士,是一个学文科的,研究历史是他的专长,可是能够从一个普通的乡村,考上象征着中国巅峰北大,中学的知识,相当的扎实,更别说,在上了北大之后,本科的四年,为了补贴生活,他还做了大概4年的家教。
数理化,本身对于很多弱一点的学生来说,就是一个难点,这些也是赵信作为家教的重点。
在中学物理之中,经典力学作为物理的基本,当然是最重要的部分,可是作为与日常结合的部分,电学也是其中的一个重要的部分。
发电简单么,如果单纯指从无到有,那真的是简单,中学起点的物理知识,就说明了电的产生过程,导体切割磁力线,产生电流,而电流之中蕴含的能量,可以通过各种的机器释放出来,作用到各种的机器上面。
就这么的简单,是一个中学就讲到的基本原理,也是任何一个学过中学物理的人,都不会忘记的。
赵信甚至亲自做过发电机的实验,当然了,那是学校准备的小型的,简陋的发电机,利用导体切割永磁铁的磁力线,然后发出微弱的电流,在转动的过程之中,给灯泡供应能量,让灯泡亮起来。
整个中学实验之中的,一个重点就是结果,无论是化学实验,还是物理实验,都会有一个直观的结果,化学要求的是变色,产生不溶于溶液的固体,或者有声光效果等较为剧烈的反应,物理则表现在肉眼可以看到的结果,那些需要用工具,或者是试剂,来最终判断的结果,那是更高层次的实验才会用到。
一个简单的发电机,其中的材料,根本不难找到。
导体,几乎一切的金属都是导体,不同的是导电性的强弱,比如说铝,铜,和银,这些都是导体,也可以使用到发电机之中。
这三种金属,铝不用说了,在电解法之前,天然的铝几乎是不存在,但是铜和银,就很多了。
在最初的时候,赵信就选择了银,银的导电性能优良,后世之所以不大规模的运用,就是因为它太过昂贵,每克都要几块钱,用于电线之上,还不是让价格昂贵到无法承担。
就算是高精尖的装备之中,也多是用银点几个焊点,而不可能整个部件全部都用银。
在银有天然存在,并且可以很轻易的化合出来的前提下,赵信当然是用银的,甚至奢侈到,不但是导体用银,连导线都在用。
为了培养几个材料人才,定海军就花掉了2500多万贯,电力是比材料更加重要的领域,哪怕是起步,一两百万贯也没有问题。
导体用了银,磁力线就更加容易了,中国地大物博,各种矿物都有很多的产出,可是在钢铁这一项上面,整个中国没有多少富铁矿,不得已在21世纪,大量进口澳洲的铁矿石。
可是如果说到磁铁,中国可不是一般的多,几乎大部分产铁的矿山,都会产出磁铁矿。
中国不但会用磁铁矿来冶铁,也会把他应用到中药上面,他是一种天然矿物重要,会砸碎使用。
在材料学开启的时候,赵信就通过遍布在北宋各地的商队,收集了大量各种矿产,其中就包括了一些天然磁石和磁铁矿,在经过筛选之后,选择磁力最强的,作为制作发电机原料。
天然磁石,当然不如永磁铁,磁力线的强度是不同数量级的,可是赵信目前,并没有强行的制作发电机,只是一个验证的过程。
有了导体,磁石,再加上导线之类的一定的布置,电就是肯定可以产生的。
只不过,这样的天然磁石和磁铁,他们的磁力有限,通过切割磁力线的方法产生的电流,非常的微弱,别说是推动电动机工作,就算是照亮一个小小的灯泡,都有些困难。
可是再怎么说的,电还是产生了,作为物理学的一个重要的方面,作为未来最重要的能源,哪怕是从无到有,赵信都会推动电学的开展,更别说,在中学的理论之中,电,也是一个重点。
无数物理学家,用了几百年,逐步累积,甚至有人冒险在雷雨天放风筝,以找到电的一些特点,这些都被站在巨人肩膀上的赵信,给拿来了,这就是穿越者的优势。
赵信除了验证电流之外,也做了在中学物理实验的另外一个实验,那就是电池的实验。
电的一个很重要的特点,那就是无法储存,发出来的电,要么浪费掉,要么使用掉,没有别的方法,或许有些电池能够储存,可是总量还是较小,21世纪的发展,更多是在电池的能量比上面,必须要有一定能量密度的电池,才由使用性。
赵信现在,当然不可能制作出那么高性价比的,就算是他知道,电池的发展,从铅酸电池,镍铬电池,锂电池等,可是那些更高层面的电池,大部分都是化合物,连铝合金都没有太多进展的前提下,进入到镍铬合金,或者是锂合金,那不是要命么?
中学实验之中的验证过程,最初的伏特电池,就是一块银板和锌板构成,把他们泡在盐水之中,就可以了充电了,之后才是铅锌电池,这才是后世使用的比较多的。
铅的毒性太大,在系统和防护都不过关的前提下,赵信不会贸然的进入到铅锌的领域,最初的伏特电池还是可以的。
北宋的白银相对比较昂贵,可是实验室之中,连百贯千贯都不放在眼里之下,为了电力研究,花费还是可以接受的。
伏特电池的出现,让电能可以汇聚的,虽然伏特电池的电能很少,可是大量的制造,总的储量还是不少的,然后把众多的电池,并联到一起,加上一些实验,就可以进行一些电解的实验的。
电解同加热,蒸腾一样,也是一种后世常用的反应方式,相对于加热和蒸腾,电解可以作用的东西更多,很多都是之前很难以达到。
一些电解的化学实验,也可以进行,最主要的就是电解铝。
铝合金,是仅次于铁合金的第二大的合金领域,相对于铁合金的沉重,铝合金相对比较的轻,却也拥有精钢一般的性能,多用于对重量要求比较高的领域。
有了铝,再加上一些微量元素,铝合金诞生了,可惜最多也就是卡牌系统之中记录。
或许,将来,在不锈钢完成从实验室到工业化生产的转变之后,用铝合金代替不锈钢,生产定海币,这会是铝合金的一个重要的用途,可是在此之前,铝合金还是放在实验室之中,继续的累积数据。
电解这个特定方法,很多没办法做的实验也可以做了,比如说,电解各种的酸碱水,或者是一些化合物的溶液,以生产出某种特殊的元素。
只不过,手摇发电机,发的电力有限,再加上电压不高,必须要通过电池的并联,才能够进行某一次实验,总体来说,效率并不是很高。
电力,注定是为了以后的一种累积,甚至借助着电力,电解铝,完成了从铁合金到铝合金飞跃,可是在没有办法大规模的制造电力的条件下,电解铝的产量注定不高。
到了21世纪,电解铝也被称之为高耗能的产业,哪怕铝价格不高,可是任何一个电解铝厂,都是受到严格的控制,更别说现在,依靠简陋的手摇式发电机的定海军。
在蒸汽机都没有弄好的时代,电力注定是浅尝即止的。
有了电力,加上其他的一些方法,对于石油研究的深入,一部分的有机物,开始在定海军的实验室之中出现。
一些有机化合物,这些多是裂解石油之中得到,现在还在摸索的过程之中,很多时候,产生的成品,还是混在一起,如果不是卡牌系统的可怕,还分离不出来,在一般的研究之中,这种混在一起,精度不高的产物,是一种失败,可是对于卡牌系统来说,这是极端的收获。
在现在,整个定海军,都是比较畸形的发展模式,一切的一切,都是依托着赵信和卡牌系统,如果没有卡牌系统和赵信,不一定是打回原形,却也会大大削弱。
钢铁厂,目前已经建成,也有熟练的工人,可是催化剂,确切的说,所有高效和高等的催化剂,基本上,都是由卡牌系统直接合成,天然效率不是太高,效果也不好。
铝合金,高分子化合物这两者,基本上,就是依靠卡牌系统了,这两者,在后世,也不是什么随便的小厂和作坊能够生产,铝的生产,需要庞大的电解铝工厂,在刚刚发现铝的时候,铝的价格甚至比黄金,比白金都要高的多。
连威风一时的拿破仑皇帝,在宫廷之中为了彰显奢华,还专门弄了一套的铝制餐具,当时可没有什么铝离子会对身体不好之说,也没有想到,铝会在之后泛滥成灾,到了一两百年之后,铝锅几乎是家家都有,还因为铝离子的问题,备受鄙夷的,因为是有害健康的。
高分子材料就更不用说了,这些基本上都是基于石化的项目,哪一个不是大投资,小规模的可以,成本太高,浪费太大,只有上大规模的,不是国家项目,也是省级项目。
赵信能够用各种的方法,在实验室之中,完成生产,已经算是不错了,甚至想要分解出来,都很困难。
不管畸形不畸形的,赵信信奉一点,拿来主义,只要能够得到,别管原理,你不用让每一个使用者都通宵某一个机器之中的全部远离,只要他能够操作,能够使用就可以了。
这个卡牌系统,哪怕是玩具,也是几百年之后的一流玩具,其中蕴含的道理,别说他一个文科生,就算是高等学历的专家,也未必明白。
把牛顿,爱因斯坦,这些科学巨匠,给他们弄一个苹果7,他们能玩得转么的,这不是智力的问题,是科学发展还有时代演化的关系的。
赵信早已经放弃了去追踪卡牌系统之中的远离,他虽然知道,弄清楚其中的远离,对于他来说,作用更大。
几百年,技术领域的差距,不是轻易能够磨平,或许这个东西,在未来,定海军的科技水平,发展到某种高度的时候,会立项使用,这是久远的未来,而不是现在。
第五百八十三章 电的实验
-