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有關(guān)溫度和溫差的知識

佚名 2025-03-26 11:45:36

溫度計發(fā)明以前,人們常常以自己的體溫

,例如以手觸摸物體
,來判別溫度高低
。這種以體溫為標準的觸摸感覺法
,只能判別一定范圍內(nèi)的溫差
。古代人所謂冷
、寒
、涼
、溫
、熱、燙等
,都是些溫差概念
,而不是指特定的溫度。感覺法往往因人而異
。在某種程度上
,已被感覺到屬“寒冷”(或“熱”)的一類物體,就很難再區(qū)分它們中哪一個更冷(或更熱)
。因此
,《淮南子·說山訓》寫道:

寒不能生寒,熱不能生熱

;不寒不熱
,能生寒熱。

這正是古代人由感覺導致的溫差觀念

應當說

,體溫是古代最恒定的“溫度計”
。因為正常人的體溫基本相同。古代人充分地認識并利用這種“溫度計”
。北魏賈思勰〔xie協(xié)〕在《齊民要術(shù)》中曾指出
,牧民作奶酪,常使酪的溫度“小暖于人體”
;作豆豉
,“令溫如腋下為佳”。人的腋下溫度較為穩(wěn)定
,迄今仍為醫(yī)療界所采用
。王禎《農(nóng)書》述及養(yǎng)蠶氣溫時,指出養(yǎng)蠶人在蠶室內(nèi)需穿單衣
,“以為體測”
,即以自己的體溫來測定蠶室內(nèi)溫度:“自覺身寒,則蠶必寒
,使添熟火
;自覺身熱,蠶亦必熱
,約量去火”
。在焙制茶葉過程中,茶農(nóng)“用火常如人體溫”
,“若火多則茶焦不可食”(蔡襄:《茶錄》上篇)

古代人以水的物態(tài)變化來判定天氣溫度。水結(jié)冰

,天寒
;冰化水,天氣轉(zhuǎn)暖
。因此
,古代人常說:“見瓶中之水,而知天下之寒暑”(《淮南子·兵略訓》)
;或者說:“睹瓶中之冰
,而知天下之寒?div id="jfovm50" class="index-wrap">!?《淮南子·說山訓》)

如前所述水的遞次沸騰現(xiàn)象

,反之,人們以這種可見的現(xiàn)象來判定水溫
。蘇東坡有一首詩描寫煮水泡茶的情景:“蟹眼已過魚眼生
,颼颼欲作松風聲。”(轉(zhuǎn)引自《農(nóng)書·百谷譜集之十·茶》)水中的氣泡及其聲音都可供人們判斷水是否已沸
。明代屠龍說
,燒水有三沸:“始如魚目微微有聲,為一沸
;緣邊泉涌連珠
,為二沸;奔濤濺沫
,為三沸
?div id="d48novz" class="flower left">
!?《考槃余事》卷三《茶箋》)由現(xiàn)在的知識判斷
,一沸約75℃—80℃,二沸約85℃—90℃
,三沸為100℃

在冶煉和燒陶過程中,工匠善于看火候

,察顏觀色判別溫度高低
。“火候”成為中國傳統(tǒng)科學文化中內(nèi)含豐富的知識之一
。冶鑄青銅合金時
,火焰的顏色可供判別銅與錫是否熔化,可否開爐鑄造
。春秋戰(zhàn)國之際的《考工記》寫道:

黑濁之氣竭

,黃白次之;黃白之氣竭
,青白次之
;青白之氣竭,青氣次之
。然后可鑄也

就今日冶鑄技術(shù)看,這些描述也有合理之處

。首先熔解揮發(fā)的是那些不純雜物
,呈現(xiàn)“黑濁”的焰色;然后熔點較低的錫熔解并揮發(fā)
,呈現(xiàn)“黃白”的焰色
;隨溫度上升,銅熔化并揮發(fā)
,呈現(xiàn)“青白”焰色
。最后,爐火純青,開爐鑄造
。這種察看火候的方法
,不僅被歷代工匠沿用,也被煉丹家所發(fā)展
。煉丹家以火焰顏色判斷丹砂和礦石中的成份
。如“硝石”(硝酸鉀)火焰為“紫青”,氧化銅火焰“似紅金”
,“硝汞”(汞與硫化合物)為“青焰”等等
。直到18世紀,有關(guān)冶煉著作還寫道:“凡煉
,……綠火黃火
,各如其礦色也。惟紅火為上
,乃銅之光
。”(檀萃:《滇海虞衡志》卷二《金石》)從這些文字記載看
,火候的概念確實包括了在火焰顏色中反映出來的溫度高低
。今天人們常說的“火候足”或“火候不到”,多包含溫度或環(huán)境氣氛等多層意思

值得指出的是

,溫度高低常常與熱傳遞有關(guān)。在這方面
,漢代王充的許多論述極為精彩
。他寫道:

近水則寒,近火則溫

,遠之漸微
。何則?氣之所加
,遠近有差也
。(《論衡·寒溫篇》)

這正是熱傳遞現(xiàn)象及其與遠近距離的關(guān)系。王充以“氣”的觀念來解釋這種現(xiàn)象

,也不是完全沒有道理的
。他還寫道:

夫熯〔han旱〕一炬火(即燭火)爨〔cuan竄〕一鑊〔huo獲〕水,終日不能熱也

。倚一尺冰
,置庖廚中,終夜不能寒也
。何則
?微小之感不能動大巨也。(《論衡·感虛篇》)熯薪燃釜,火猛則湯熱
,火微則湯冷
。(《論衡·譴告篇》)

這些敘述,暗含著熱量大小以及與其發(fā)生熱傳遞的外界系統(tǒng)的關(guān)系

。熱的能量太小
,不足于影響或改變巨大的外界系統(tǒng)的溫度。王充的這些科學思想
,在科學史上是罕見的

傳教士進入中國之后,17世紀下半葉溫度計才從西方傳入中國

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