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厕所里也有热力学
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学理工的人大概都学过热力学。热力学的基础是第一、第二定律，即能量守恒和熵增原理，但展开之后就复杂多了，涵盖领域极广，不同学科的人各有侧重。
上大学的时候，有一门物理化学课，其实就是热力学，熵、焓等概念很难搞清楚，大家都得了“伤寒”。上研究生的时侯，系里特意请来了徐祖耀老先生给大家上课，但也好不到哪里去，应付完考试之后，还是不明不白，也看不出来有什么用处。
到利物浦之后，系里要我教材料热力学，我只好恶补功课，要教学生，自己先得搞明白才是。和国内一门课动辄几十个课时不同，这门课只有十八个学时。在这么短的时间内，要把一门艰涩难懂的专业课讲清楚，确非易事。我采取的策略是深入浅出（呵，说起来容易，做起来难），多阐述概念，少推导公式，多讲实际应用，少谈艰深理论。比如，我让学生自己根据自由能曲线绘制合金相图，效果就不错。
爱因斯坦曾经说过，经典热力学是唯一的、将来也不会被推翻的普适物理理论。入门之后，我发现热力学确实美妙，也很有用。热力学和广义的晶体学、显微组织学并称材料学的三大支柱，搞材料的人总得懂一点热力学。
热力学虽然艰涩难懂，应用却相当广泛，从教课书里就可以找到无数的例子。我有一个小故事，与材料和热力学都有点关系。
有一次，家里的厕所堵了，用吸盘吸也好，倒化学药剂冲也好，都无济于事，只好请水暖工。水暖工一到，掏出两颗子弹一样的东西，架在塑料枪上，伸到马桶里，一扣扳机，不到半分钟，厕所通了。我非常好奇，察看用过的那两颗“子弹”。“子弹”不大，五厘米长，一厘米粗，钢质，像个微型的氧气瓶，用金属膜封口，上面戳了一个小洞。问水暖工小钢瓶是怎么工作的，他也说不清楚，据说与使污物变冷、碎裂有关。
搞科技的人，凡事总爱问个为什么。我到网上去查，没有任何这方面的信息。大胆猜测，原理可能是这样的。密封的钢瓶里面装有液氮，捅开薄膜后，液氮气化，并快速冲出。液体气化要吸收大量的气化热（夏日洒水降温就是利用了这一原理），气体节流膨胀也会使温度急剧下降（冷冻机致冷原理）。一方面，污物在冷却时会收缩，另一方面，材料在低温下会变脆，急速降温可以使污物碎裂。这样，厕所就通了。（我的猜测是否成立，还请懂行的朋友们赐教）
科学是美妙的，也是美丽的。大多数人可以欣赏到文学和艺术，能够领略科学之美的人总归是少数。科学家和工程师无疑是一群幸运的人。
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