第193章 動能與勢能（1 / 1）
眾大工用毛筆在自己的書冊上寫著筆記，他們覺得手中的毛筆分外礙眼。等沈方等人走了，他們便會去申領材料，然後連夜趕製鉛筆。這樣到了明天,他們便會使用由自己親自制造的鉛筆，而不必再研墨、洗筆。
沈方見張金慶正好站在他前面不遠處，便問道，“張大哥，你製造的風車我們都看過了，你是怎麼處理海風大小不一的情況？”
“回稟二公子，”張金慶見沈方專門向他提問，一時有些失神，李老黑掐了他一把，他才回過神來，“二公子講過鐘擺的擺動時間固定，所以就在風車中增加了重力鐘擺來調節轉速，可以做到機器穩定勻速的旋轉。”
“哦,比我想的更加簡單，我原以為你是用擒縱叉和發條進行限速。”
“開始我也想過用擒縱叉和發條，可是擒縱叉和發條是為了緩慢釋放能量，而風車的能量取之不盡，不需要緩慢釋放,只需要將轉速想辦法穩定下來即可。”
沈方點了點頭，“各位大工，剛才我和張大哥所談的，便是能量的儲存與轉化問題。事實上，無論用超重的鐘擺還是擒縱系統，都沒有辦法做到能量的儲存,只是起到將能量均勻輸出的效果。在這裡，我要再介紹一個新詞語，那就是勢能。什麼是勢能？變形後的發條和彈簧裡面儲存的便是勢能，還有水力車機所使用的河水的流動，河水的流動，透過水力車機，將高處水的勢能轉化為動能。”
“正如大家所看到的，無論是風力還是水力，都很難均勻地輸出能量而白白的浪費，今後你們還要製造發電機，無論是風力、水力還是蒸汽機發電，發出來的電如果沒有辦法及時使用，也會白白地浪費掉。比如，絕大多數工廠都休息了，但是風力、水力還在產生能量，這些能量便被白白的浪費，而白天，所有工廠啟動時，又需要大量的能量，風力、水力產生的能量不夠使用，甚至有些地方，沒有辦法建造風力、水力車機，他們又將如何使用能量？”
沈方提的問題，大工們以前隱隱約約也想過，不過在他們看來，能夠從大自然藉助這麼多力量，已經是巨大的進步，哪裡還想過去儲存能量以備用。
“如果有辦法，可以將多餘的能量儲存下來，以備需要的時候使用。大家想想有什麼辦法？”
“用大量的發條儲存起來！”張金慶提出一個其它人也想到的解決辦法。
沈方等了一會兒，見沒有人有新的答案，便公佈了答案，“如果我們將動能再轉化為勢能呢？”
動能再轉換為勢能！所有的人心中都掠過一絲亮光，大工們好象抓住了什麼，但仔細想來，卻又無從下手。
“我們可以建一個水庫！”沈方公佈了他的答案。
“水的高低位差中儲存著大量的能量，除了建設水庫將河流攔截到高位形成強大的勢能之外，無論是水力、火力、風力還是人力，多餘的能量，都可以轉化為將水流源源不斷地引到高處的動能。”
所有的大工腦海中浮想起，他們以前做過無數次的接力式水車，只要水車夠多，便可以將處於下游的水，逐級地引到高處。現在岱山島隨處可見的水塔便使用了水車，將溪流裡的水源源不斷地輸送到水塔，然後透過管道通往居民樓及各種工廠。
沈方要實現的可不是原始的水車，“現在需要大家考慮的是如何製造出一臺抽水機，這臺抽水機，不但可以將水抽高到水庫，還可以用在將水抽到水塔之上，以供單元樓使用自來水；同樣可以用於沈家各礦場，許多礦場因為透水無法開採，甚至損失許多礦工兄弟的性命，如果有抽水機，礦井下面的水便可以源源不斷地抽出來；當然也可以用來抽取井水，用來飲用和澆地。總之抽水機比水車使用的場景要多的多。”
大工們以前都曾經制造過沈方發明的雙向推拉式風箱，只要沈方提出抽水機的概念，他們便可以參考雙向推拉式風箱製成抽水機，所不同的是風箱抽取的是風，而抽水機抽取的是水。
“那麼水庫可以用來做什麼？如果是以前，這些水庫只會用作調節水流，開啟閘門之後，白白地流掉。可是今天，我們已經知道，水庫中儲存著大量的勢能，我們便應該想到，這些勢能可以在我們需要的時候轉化為動能。”
許多大工異口同聲道，“水力車機。”
“水力車機當然是一種勢能轉化為動能的方式，但是畢竟只能在水庫下游使用水力車機，如果這時有了發電機，便可以將勢能轉化為電能。上次給大家演示過，電能可以透過包漆銅線來傳輸，如果銅線足夠長，便可以在很遠的地方使用電能，這時透過電動機，便可以使用高效、穩定的能量。”
“隨著水泥的出現，大周許多地方都可以將河流的某一段改成一個水庫，透過聚集勢能，便可以獲得無限的能量，這也是沈家重賞發電機、電動機制作者的原因。”
“當然，水力發電只是發電的一種，風車也可以發電，甚至人力、牲畜都可以發電，而火力發電更是不限地域和環境的發電方式。火力發電的基礎，便是蒸汽機。蒸汽機最基本的功能是可以將燃料轉化為動能用來驅動各種機器、甚至遠洋輪船。”
金樾心中一動，他一下子明白沈方所說快速輪船正是由內部裝有蒸汽機的輪船。
“但是，蒸汽機更大的用處，卻是把煤炭等燃料的化學能，轉換為更清潔、更容易控制的電能。到時候無論是切割鋼鐵，還是鑽槍管，都可以輕易完成。”
沈方雖然身高六尺，比一般匠人高半頭，但他今年也只有十五歲。眾大工聽沈方將這些匪夷所思的奇思妙想娓娓道來，有一種注視著歷史長河的感覺，沈方變聲期略有些嘶啞的嗓音並沒有讓大工們感到有一絲違和感。