對物質三態變化的研究(1 / 2)

對物質三態變化的研究

物質有固態、液態、氣態三種狀態,溫度的變化能使三態之間相互變換。在這方麵,我國古代獲得了豐富的知識。

古代煉丹家通過自己的實踐,在物質三態方麵積累了很多知識。另外,人們對在日常生活中水、冰、水氣,以及自然界中雨雪露霜等現象也作出某種解釋。

據記載,煉丹有“火法”和“水法”。“火法”包括:“煆”,即長時間的高溫加熱;“煉”,即幹燥物質的加熱;“炙”,即局部烘烤;“熔”,即加熱熔解;“抽”,即蒸餾; “飛”,即升華;“伏”即加熱使藥物變性。

“水法”包括: “化”,即溶解;“淋”,即用水溶解固體物質的一部分;“封”即封閉反應物質長時間地靜置;“煮”,即物質在大量的水中加熱;“熬”,即有水的長時間高溫加熱;“養”,即長時間的低溫加熱;“澆”,即傾出溶液,讓它冷卻;“漬”,即用冷水從容器外部降溫。此外還有“釀”、“點”以及過濾、再結晶等方法。

在這麼多過程中,物質狀態有各種各樣的變化,必然要積累大量的知

識。在日常生活中,最常見的物態變化,是水、冰、水氣三者之間的變化。對於氣、水之間的變換,遠在先秦的《莊子》、《禮記》等書已有“積水上騰”、“下水上騰”等說法。

“上騰”指的是水的蒸發,即氣化。對於水氣凝結成水的過程也是十分注意的。自從春秋戰國以來,和“陽燧取火於日”,相配對的有所謂“方諸取水於月”。

“方諸”有不同的說法,有說是“大蛤”,有說是銅盤,有說是方解石,總之是一個對水不浸潤的物體,夜晚把它放在露天,結上露水。

為什麼說要“方諸取水於月”,大概是因為既是有月,必是無雲,地表沒有隔熱層,熱量易於發散,氣溫容易下降,到了露點之下,可以得到露水。

這樣取得的露水,叫做“明水”,據說有神奇的功效,漢武帝很喜歡飲用這種水,並名之為“甘露”。

這個“方諸取水”在古代是十分鄭重的事,所以人們要進行研究,從中得到不少關於凝結方麵的知識。

晉代張華的《博物誌》記載了一個有關氣化的實驗:油水混合物在受熱過程中,由於沸點不同,水先沸騰,猶如冒煙,當水氣化完畢,則無煙。加熱停止,油不再沸騰,此時如加水,由於油溫尚高,水即急極氣化,又見焰起;氣化完畢,也就“散卒而滅”了。

張華對這個過程觀察得很仔細,記載得也很具體,並說曾“試之有驗”,肯花工夫動手實驗,難能可貴。當然,記錄中錯誤地把上升的水汽、煙、焰三者混淆,又說油溫下降時“可內手攪之”,也未免有些誇張。

至於冰、水之間的融解、凝固,更是人們常見的。《考工記》就

指出:水有時以凝,有時以澤,這是自然現象。這一觀點把溫度

高低與狀態變化聯係起來。從上述這些記載中我們能夠發現,古人無疑獲得了許多物態

變化的知識。而有了這方麵的知識,就無怪乎能對雨雪露霜等現