對溫度與濕度的測量(1 / 2)

對溫度與濕度的測量

溫度與濕度是熱學中兩個很重要的概念。溫度與濕度的變化使物體形狀發生變化,但不同物質的變形程度又是不同的。所以古人在此中也得到了不少有關的知識。

我國古代不僅對溫度和濕度有了一定的觀察和記載,而且製造了一些測溫、測濕儀器,表現了古代勞動人民對溫、濕度計量的熱忱。

冷熱的概念自古已有,古人以寒、冷、涼、溫、熱、燙等術語所表示的溫差範圍,會隨人而異,有極大的主觀性。即使如此,古人還是找到了一些較為客觀地判別冷熱程度的辦法。

在溫度計出現以前,人們隻能憑自己的感官去感覺。例如,用手觸摸物體來判別物體是冷是熱,冷熱的程度如何等。這種以體溫為基礎的觸摸感覺法,隻能判斷一定範圍內的溫差,而不是特定的溫度概念。

還有通過觀察水的結冰與否來推知氣溫下降的程度。如《呂氏春秋·慎大

覽·察今》就記載:“見瓶中之冰而知天下之寒。”這種做法被後世人們所認可。

漢代的《淮南子·兵略訓》就有幾乎同樣的記載:“見瓶中之水,而知天下之寒暑”。這是因為,通過觀察瓶中水結冰或冰融化,確實可以大致知道氣溫的寒暖變化。

古代人們想了不少隔熱保溫的方法,把冬天的自然冰保存至次年夏天。從周代開始就有“夏造冰”的說法,但當時是怎樣的造法,還有待研究。

至於對溫度的觀察、測定更有多種方法,在節令、體溫,以及冶煉和製陶等工作中,各自摸索出一套觀測溫度的方法。

古人對自然規律缺乏了解,認為反常節令是上天對帝王卿相失德的“告誡”。所以,要把節令記錄下來,寫到官修的史籍中

去以占驗吉凶。同時,對一些特定日期例如冬至時的氣候狀況,古人也比較注意記錄。

至遲從11世紀起,官方就已經習慣記錄冬至後9個九天當中每日的天氣,這叫做“數九寒天”。在明清時期,人們常會把這些日子的天氣每天都記錄下來。

有關這方麵的記錄在清代彙編的《古今圖書集成》中,有4卷之多。現在,我們從這些記載中可以看到中國古代氣候的溫度變化情況。

體溫又是古代最恒定的“溫度計”。因為正常人的體溫基本相同。古代人就充分地認識了這種特殊的“溫度計”,並在製奶酪、豆豉、養蠶、茶葉的加工工藝中應用。

北魏農學家賈思勰曾指出,牧民做奶酪,使奶酪的溫度“小暖於人體,為合時宜”;他又指出,做豆豉,“大率常令溫如腋下為佳”,“以手刺堆中候,看如腋下暖”。

宋代農學家陳旉在論及洗蠶種的水溫時說:“調溫水浴之,水不可冷,亦不可熱,但如人體斯可矣。”

宋代茶學專家蔡襄曾說過,茶葉“收藏之家,以蒻葉封裹,入焙中兩三日,一次用火常如人體溫,溫則禦濕潤,若火多則茶焦不可食”。

元代農學家王禎在論及養蠶的最佳室溫時指出,養蠶人“需著單衣,以為體測:自覺身寒,則蠶必寒,使添熟火;自覺身熱,蠶亦必熱,約量去火”。

古人還通過觀察發熱物體的火焰顏色,掌握了高溫目測技術。“火候”一詞最初的本意是,觀察發熱物體的火焰顏色。

在金屬冶煉或燒製陶瓷過程中,曆代工匠都以火焰顏色來判別爐體內溫度的高低。因此,火候實際上是古人創造的一種經驗性的高溫目測技術。雖然,它具有很大的經驗性,也不能標出溫高的具體數值,但它有充分的科學性。

戰國時著作《考工記》,最早記述了冶鑄青銅的火焰顏色:

在熔爐中加入銅礦和錫礦而進行熔化的過程中,首先熔化揮發的是那些不純雜物,它們的燃燒呈現黑焰色;然後,熔點較低的錫或雜物硫熔化並揮發,呈現黃白焰色;隨爐溫升高,銅熔化並揮發,銅與錫成為青銅合金,呈現青白顏色,進而爐火純青,便可開爐鑄造。曆代冶鑄、陶瓷等工匠常用火候觀察法,煉丹家和藥物學家對此也有所發展。

古人為我們留下了許多物質的火焰顏色的記載,這些記載表明通過觀察火焰顏色來判斷溫度的高低以及爐內氣氛,確實是古人常用的判別溫度高低的方法。這與近代物理學中用光譜學原理,對不同物質的不同特征火焰及其所對應的溫度,來鑒別物質的方法是一致的。