雖然有了實(shí)驗(yàn)記錄,不過瑞恩暫時(shí)也沒有把這份報(bào)告發(fā)表出去的想法。不過把量熱裝置的改良和拉普拉斯先生分享一下或許是個(gè)不錯(cuò)的主意。瑞恩這樣想著,動(dòng)筆開始寫信。
*
尊敬的拉普拉斯先生,
數(shù)日前,我向巴爾德專利局申請(qǐng)查閱您關(guān)于量熱計(jì)的專利,您的發(fā)明非常具有啟發(fā)性。出于研究目的,我本人復(fù)制了一個(gè)裝置,希望您不會(huì)感到冒犯。
當(dāng)我在重復(fù)您其中一個(gè)關(guān)于測定木炭燃燒熱值的實(shí)施例的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)了一些問題。
其一,測得的木炭燃燒熱值與煉鐵廠熔爐耗炭量的經(jīng)驗(yàn)不符。煉廠的消耗量遠(yuǎn)低于根據(jù)您測得的數(shù)據(jù)計(jì)算出的理論值。
其二,從量熱計(jì)中排出的尾氣仍有一定的溫度。
因此請(qǐng)?jiān)试S我提出一個(gè)大膽的猜想,尾氣中包含的熱量很大程度上來自木炭的燃燒,而這部分未能為量熱器中的冰所吸收。因此導(dǎo)致了您測量到的燃燒熱低于實(shí)際。
為了驗(yàn)證這一猜想,我在您提出的量熱器裝置上做了一點(diǎn)微小的改進(jìn)。以一個(gè)量熱計(jì)為燃燒室,從燃燒室引出一根管道,通向另一個(gè)水封的量熱器,可以防止燃燒尾氣的逃逸。
在這一裝置中重復(fù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,5克木炭實(shí)際釋放的熱量并非僅能融化200克,而是390克冰塊,這一數(shù)字與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)更為接近。
隨附改進(jìn)后的裝置示意圖。
這一裝置也能應(yīng)用于其他物質(zhì)燃燒的測定。
希望對(duì)您的研究有所幫助。
祝一切順利,
巴揚(yáng)學(xué)會(huì)瑞恩·吳
*
瑞恩還是選擇隱藏了自己關(guān)于酒精的研究。他不大樂意在這個(gè)時(shí)候就把酒精燃料這個(gè)思路展示給其他人看。
寫完了這封信,他又回頭端詳起實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來。在酒精燃燒的幾組里,尾氣室額外釋放的那點(diǎn)熱量可以說是救了他一命。他直到現(xiàn)在才騰出手來試圖弄清這些熱量的來源。把酒精溶液按濃度排序,在60%和70%這兩組,燃燒室和尾氣室的熱量差額顯出遞減的趨勢(shì)。雖然沒有其它更高濃度的數(shù)據(jù),不過好在瑞恩還能夠回想起純酒精的熱值。
他很快就列出了幾條算式,首先算出了低濃度酒精理論能釋放的總熱,接著又列出了溶液中水分被加熱、蒸發(fā)吸收的能量。這樣一來,差額出現(xiàn)的原因也就昭然若揭了。
瑞恩放下筆,揉了揉太陽穴。雖然越過了直接燒炭的臨界點(diǎn),但是這樣低濃度的酒精燃料在絕對(duì)溫度上并不能與木炭媲美。這一點(diǎn)點(diǎn)水蒸氣正是其中的關(guān)鍵。酒精直接燃燒的熱量大部分都以汽化潛熱的形式被溶液中的水所吸收,導(dǎo)致燃燒的溫度僅僅能夠滿足火焰的自持,并沒有足夠的余力加熱生鐵到上千度的高溫。
因此他開發(fā)乙醇燃料最根本的目的——提高鋼鐵的產(chǎn)出也只能暫時(shí)擱置。
不過他轉(zhuǎn)念一想,這似乎也不是完全沒有好處,至少對(duì)開發(fā)蒸汽機(jī)來說算是個(gè)好消息。蒸汽推動(dòng)的輪機(jī)所利用的正是水從液體到氣體的膨脹功。液體燃料直接產(chǎn)生的大量蒸汽省去了在煤炭的燃燒室上額外設(shè)計(jì)一個(gè)水箱的麻煩。
他這樣安慰著自己,總算是稍稍勾起了嘴角。
由于目前的酒精燃料還沒辦法應(yīng)用到煉鐵廠,瑞恩的市場推廣也只能押后。為了能盡快推出可用的產(chǎn)品,瑞恩接下來的幾天廢寢忘食地?fù)湓诹苏羝麢C(jī)的設(shè)計(jì)上。
不過除了做出能夠使用的熱機(jī),還有一個(gè)關(guān)鍵的問題是蒸餾本身的效率。除了木炭,生產(chǎn)酒精還要消耗大量的谷物,這也不是沒有成本。
瑞恩現(xiàn)在的一次次實(shí)驗(yàn)燒起酒精的速度越來越快,太小的裝置很明顯造成了極大的浪費(fèi),他的蒸餾設(shè)備越搭越大,這更是加劇了酒精原料的短缺。
而他鼓搗蒸汽爐的時(shí)候被亨利撞見過幾次,最開始亨利發(fā)現(xiàn)他把珍貴的烈酒“點(diǎn)著玩”的時(shí)候還會(huì)心痛地斥責(zé)他暴殄天物。不過瑞恩始終堅(jiān)持,最后亨利也懶得再說什么,只是按照約定的數(shù)量每周給他送一些原漿。
新的一周才剛過去一半,瑞恩在往一個(gè)大約10升的燃燒室里倒酒精的時(shí)候發(fā)現(xiàn)桶就已經(jīng)空了。巧婦難為無米之炊,顯然這次開車試驗(yàn)是不可能了。瑞恩挨個(gè)打開堆在房里房外的空桶,也沒有找到一丁點(diǎn)存貨。這已經(jīng)是連續(xù)第三周做到一半就不得不停工了。
他發(fā)現(xiàn)似乎除了向亨利額外購買一點(diǎn)計(jì)劃外的酒漿之外別無他法。盡管從星期天老亨利給他送過貨后他就再?zèng)]見過對(duì)方,瑞恩還是抱著忐忑的心情敲響了新的釀造坊的門。
顯然,亨利對(duì)他燒酒精的行為并不認(rèn)可,對(duì)瑞恩也不再像幾個(gè)月前那樣熱情。瑞恩找到他的時(shí)候他正站在一個(gè)梯子上,吃力地握著一根長柄船槳,攪拌著面前大桶里的麥芽糖水。這桶的高度比一個(gè)人還高,因此瑞恩對(duì)他說話時(shí)不得不仰著脖子。
“亨利先生,好久不見?!?p> “好久不見,瑞恩先生。您可算是從您的小工坊出來了。有什么我能幫得上忙的嗎?”雖然不算很熱情,不過亨利跟他打招呼的時(shí)候看起來心情不錯(cuò),眉角和嘴角都微微上揚(yáng)。
“不滿您說,最近我酒漿消耗實(shí)在有些大。如果可以的話還希望您能每周幫我多準(zhǔn)備一些。
“當(dāng)然,我們當(dāng)初協(xié)議外的部分是會(huì)按市場價(jià)付費(fèi)的?!比鸲黝D了一下補(bǔ)充道。
亨利的臉色一下就垮了下來,他本以為瑞恩是放棄了他那個(gè)愚蠢的燒酒計(jì)劃?!跋壬?,關(guān)于這一點(diǎn)我也無能為力。您看,如今凈啤酒的銷量這么好,這座新工坊才剛剛建好,德納第就迫不及待地要我加派人手把空間都用上。如今連我自己都要親自動(dòng)手?jǐn)嚢璋l(fā)酵池了。又哪有余力為您準(zhǔn)備這些小玩意呢?德納第的生意也有您一份,我想您也不希望凈啤酒這邊受影響吧?”
瑞恩碰了一個(gè)軟釘子,亨利給出的理由非常正當(dāng),不過實(shí)際上只是借口。根本的原因還是他對(duì)瑞恩“浪費(fèi)”啤酒的行為有些不滿。
瑞恩擺了擺手,“唉,算了。亨利大叔,我去馬尼恩走一走,說不定會(huì)有什么新的想法。這個(gè)周日我應(yīng)該不會(huì)回來,麻煩您把我的酒漿卸在工坊門口吧。我想在周三或者周四就會(huì)回來的。”