大气压力(压强)、水力及风力的利用
元代,利用虹吸现象制成的排灌器具已在农业生产中得到广泛的应用。
在王祯《农书》中有关于“连筒”的描述:“连筒,以竹通水也。凡所居相离水泉颇远,不便汲用,乃取大竹内通其节,令本末相续,连延不断,阁之平地或架越涧谷,引水而至。又能激而高起数尺,注之池沼及庖湢之间,如药畦蔬圃亦可供用。”陶宗仪在《辍耕录》记载了元大都的宫廷园林中,利用虹吸管及其他提水装置将水升高,造成人工喷泉的情形:“万寿山在大内西北,太液池之阳,金人名琼花岛。中统三年修缮之,至元八年赐今名。其山皆叠玲珑石为之,峰峦隐映,松桧隆郁,秀若天成。引金水河至其后,转机运大 ,汲水至山顶,出石龙口,注方池,伏流至仁智殿后,有石刻蟠龙,昂首喷水仰出,然后由东西流入太液池。”①农业生产中利用风力也很普遍。如在耶律楚材的《西域河中十咏》其六,就有这样的诗句与自注:“冲风磨旧麦(西人作磨,风动机轴以磨麦),悬碓杵新粳(西人皆悬杵以舂)。”②测定液体浓度的方法元代后,测试盐卤的浓度多用莲子,而且随着制盐业的发展,测定方法更加精细了。陈椿在《熬波图》中说到:“要知卤之咸淡,必用莲管秤试。如四莲俱起,其卤为上。..莲管之法,采石莲先于淤泥内浸过,用四等卤分浸四处:最咸■卤浸一处,三分卤浸一分水浸一处,一半水一半卤浸一处,一分卤浸二分水浸一处。后用一竹管盛此四等所浸莲子四枚于竹管内,上用竹丝隔定竹管口,不令莲子漾出。以莲管汲卤试之,视四管莲子之浮沉以别卤咸淡之等。”③这里所述的方法是:先把莲子分别浸泡在已知浓度的四种盐水中(咸水所占比例分别为100%、75%、50%和33%),然后把这四种莲子浸入未知浓度的盐水中,根据这些莲子的浮沉情况即可判断盐水的浓淡程度。这种方法十分合乎科学原理,浸泡过的莲子恰如浮沉子,可以定量地测出盐卤的浓度。
热胀冷缩实验① 王祯:《农书》卷十八《农器图谱》十三《灌溉门》。
① 陶宗仪:《辍耕录》卷二一“宫阙制度”。
② 耶律楚材:《湛然居士集》卷六。
③ 陈椿:《熬波图》卷下“淋灰取卤”。
元代陶宗仪进行过热胀冷缩的实验。把一玉轴塞进另一加热后的玉的孔洞之中,两者可以像“辘轳旋转,无分毫缝罅”。他认为这是后一物体“煮之胖胀”的缘故。①振动的音乐效果我国自古就重视乐器的制作及其声学和音律学性质,历代研究者不乏其人。宋代沈括科学地解释了古代乐钟所以是扁形的道理。元代吾丘衍在《闲居录》中也指出:“古人制乐,皆用律尺九,九九八十一分,琴、瑟、钟、磬:箫、管等皆准之,故八音克谐。后世琴瑟太长,长则声缓;笙不用匏而用木,木实而声过清;钟太圆,圆则声清而摇,故不协也。”这里已认识到,琴瑟的弦不能太长,否则声音过于低缓;笙不能用木制,否则声音过于清亮;乐钟不能用圆钟,否则声音清亮而不稳定,亦即声波易相互干扰而不协调。① 陶宗仪:《辍耕录》卷二三。
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