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第737章 化学启蒙(1/2)

明州中学大厦围成的天井四周,三千多名七年级学生端坐整齐,讲堂后排还有不少来旁听的士人学者。今日开学,最让人好奇的是这门谁也未曾听说过的「化学」。

台下还有一批特别来旁听的学者,皆是来自各地的秀才、举人,甚至还有一些前宋进士,王伯庠与陆宏毅便坐在最前排,屏息凝神地看着她手中的书册。翻开那本薄薄的教材,上面没有四书五经,没有阴阳五行,也没有太极八卦,而是几个从未见过的词语——「物质、分子、原子、元素……」

站在讲台上的内阁总理大臣方梦华,翻开手中的新学教材,环视一圈,微微一笑道:

「你们去年在物理课中,学过杠杆、滑轮、浮力,知道天下万物遵循规律,非神祇掌控。今日,我要带诸位进一步认识世界——物理变化与化学变化。」

她举起一张白纸,当着众人的面,两手一撕。

「这是一张纸,我撕开它,它仍是纸,对不对?」

学生们点头。

「那么,若我将它点燃?」

她将碎纸片放入铜制的托盘中,取出一根点燃的火折子,轻轻一触。刹那间,白纸卷曲燃烧,冒出青烟,化作灰烬。

「现在,它还是纸吗?」

「不是了!」一名学生脱口而出,「它变成了灰!」

「正是!」方梦华微微颔首,「撕纸,是物理变化,它的本质未变;烧纸,是化学变化,它已变为灰烬与烟气,无法复原。」

众人恍然,低声议论,似乎在消化这番话。

她不再多作解释,而是让学生自行思考,随即翻过书页,进入第二个话题。

「我知道你们中不少人家中长辈曾是舟山军,甚至有些人家中从军,或许见过军中武器的变迁。」她扫视台下,语气一转,「那么,有谁能说说,咱们舟山军早年是用什么攻城守寨?」

「投石机!」几个学生立刻应道。

「不错,配重式投石机,利用杠杆原理,将石块抛出,攻城拔寨。」她在黑板上画出简单的杠杆图示,「这是物理学的应用,巧妙利用力矩原理,能将数十斤乃至百斤巨石远远投掷出去。」

众人点头,这些基本的物理原理,他们去年已经学过。

「可是,到了现在,舟山水师、明军陆军,已经不再倚赖投石机,而是使用更强大的火器。」她停顿了一下,转身拿起案上一根黑色铜管——那是一枝小型手铳,专门用来展示结构。

「这,就是火器的雏形。」

学生们顿时屏息,许多从未近距离见过火铳的人都睁大了眼睛。

「这与投石机不同,火器并不依靠杠杆、滑轮这类物理机械原理,而是利用火药的爆炸力来发射弹丸。」她打开火铳的药槽,取出少许黑色粉末,在掌心摊开,「这就是火药。它本身并无力气,然而,一旦点燃——」

她将少许火药撒入铜碗中,远远地伸出火折子,点燃!

「嘭!」

火光闪过,黑色粉末瞬间化作火焰与白烟,场内许多学生不由地惊呼出声。

「火药点燃,会释放大量气体,这些气体无法迅速逃离,只能向外推动铜管内的弹丸,使之高速飞出——这就是火器发射的原理。」

她将火器与投石机并列在案上,目光扫过满堂学生,语气深沉:

「投石机,是物理学的应用,杠杆之力可计算、可调整,力矩越大,投石越远。」

「而火器,则是化学的力量——火药燃烧,产生气体,推动弹丸。这不是杠杆能计算出的力,而是来自物质本质变化的推动力。」

「物理学,能让我们制造更精巧的机械,提升生产效率;而化学,则能让我们开发新材料、新药物、新武器,改变整个世界。」

这番话,使整个大堂陷入短暂的沉默。

片刻后,一名学生喃喃道:「所以,学好这门学问,我们可以造出比火铳更强大的武器?」

「不止是武器。」方梦华微微一笑,「农田施肥、冶金铸造、染料制作、药材提炼,甚至食盐的纯化,都与化学相关。」

刚刚经历过「火药爆炸推动火器」的演示,学生们仍沉浸在震撼之中。然而,方梦华并未停下,她转身从案上取出一个装有透明液体的玻璃缸,缸内立着一根细长的蜡烛。

「刚才我们谈到了火药燃烧时产生大量气体,现在我们来看另一个问题——火焰为什么会熄灭?」

她轻轻点燃蜡烛,火光跳动。接着,她拿起一个透明的玻璃罩,缓缓扣在蜡烛上。

「大家仔细观察。」

蜡烛的火焰跳动了一下,逐渐变小,不一会儿,「噗」的一声,完全熄灭。

「为什么蜡烛会熄灭?」

学生们沉思片刻,一名去年学过「压强」的少年举手:「大人,莫非是因为罩内空气被用光了?」

「没错,火焰燃烧需要空气中的某种成分,当这种成分被耗尽,火焰就会熄灭。」她顿了顿,「但空气中真正支持燃烧的部分,到底占多少?」

她从案上拿起一个圆口长颈的玻璃瓶,瓶内装了约五分之一的水。然后,她放入一根短蜡烛,点燃后迅速用透明的玻璃罩封住瓶口。

随着蜡烛燃烧,瓶内的水面缓缓上升,直到火焰熄灭,水面正好上升至原本空气体积的五分之一。

「这证明了什么?」方梦华环视众人,「来,谁能说说?」

台下议论纷纷,一名学习优秀的学子试探道:「火焰烧掉的,正是空气中那五分之一的部分?」

「没错!」她点头,「也就是说,空气不是单一的,而是由不同的成分组成。其中五分之一的部分,支持燃烧;而剩下的五分之四,则不支持燃烧。」

此言一出,台下士子一片惊叹。他们原以为空气是一种「气」,如今才发现其中有不同成分之别!

方梦华见众人理解,这才拿出一个小瓷瓶:「刚才我们发现,空气中有一种支持燃烧的物质。那么,我再问你们,世上是否存在比空气更能助燃的东西?」

学生们面面相觑,无人能答。

「这便是龙虎山天师道所用的『三仙丹』。」她将瓷瓶打开,倒出一撮暗红色的粉末,「它的名字听起来神秘,但本质上不过是一种炼丹士流传的丹药,里面的成分——叫做氧化汞。」

她随即将这红色粉末倒入一只小玻璃试管中,然后用一条细长的铁丝夹住试管,伸入酒精灯的火焰加热。

不多时,红色的粉末开始发生变化,隐约可见试管内壁上出现亮晶晶的液滴——那是水银!

「这粉末受热之后,还原出来的,就是水银。」她举起试管给众人看,「这是炼丹术士所谓的『三仙归一』,但在我们看来,这只是物质变化的过程。」

随即,她将一根尚未燃烧的木条放入试管口。奇迹发生了!原本几乎熄灭的木条,突然「呼」地一下重新燃烧起来,火焰旺盛得几乎超过刚才裸露在空气中的程度。

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