Ngóng đợi mãi, cuối cùng tin tức về chiếc máy hơi nước cũng đến rồi.

Frederick kết thúc việc thiền định, vội vàng thay quần áo rồi cùng với Omet đi xe ngựa đến xưởng rèn bên hồ gần Đại học Vĩ Tân.

Vừa xuống xe, tiếng “kêu cạch cạch” đã vang lên từ bên hồ; nơi đó đã có khá nhiều người tập trung lại để xem sự kiện này.

Schmidt dẫn một nhóm người quan sát và ghi chép cẩn thận về hoạt động của chiếc máy hơi nước; bên cạnh đó, một số người khác đang lắp ráp máy móc. Khi Frederick đến, cả nhóm người lập tức chào hỏi hiệu trưởng.

“Tình hình thế nào rồi?” Frederick vẫy tay cho họ rồi trực tiếp hỏi Schmidt.

Hiện tại, chiếc máy hơi nước đang hoạt động bình thường; piston đang di chuyển nhanh chóng trong xi-lanh, thanh nối kéo đầu máy quay với tốc độ rất cao.

Omet lùi ra một bên, nhường cơ hội cho các sinh viên.

Schmidt nói một cách hào hứng: “Báo cáo với hiệu trưởng, chiếc máy này đã hoạt động liên tục suốt một ngày rồi, hiện tại không gặp phải vấn đề gì lớn!”

Frederick gật đầu hài lòng, sau đó hỏi: “Còn có vấn đề nhỏ nào không?”

Schmidt ngượng ngùng gãi đầu và nói: “Chủ yếu là một số điểm kết nối trong đường ống hơi nước bị rò rỉ; độ chính xác của các ren và ổ cắm vẫn còn hơi kém.”

Frederick nói: “Không sao đâu, đó không phải lỗi của các bạn; chỉ cần từ từ cải thiện thôi.”

Thực ra, vấn đề này cũng không thể đổ lỗi cho ai khác; chính Frederick mới là người tạo ra những vấn đề đó.

Để giảm kích thước của chiếc máy hơi nước, ông ta đã tăng áp suất hơi nước trong lò hơi, khiến nó đạt đến mức tương đương với các thiết bị được sản xuất vào giữa hoặc cuối thế kỷ 19 ở quê nhà mình; tuy nhiên, do công nghệ gia công và trình độ của công nhân chưa theo kịp, việc xuất hiện một số vấn đề là điều dễ hiểu.

Schmidt chỉ vào một người trong đám đông, người ấy ăn mặc rất lịch sự, và nói: “Để giải quyết vấn đề rò rỉ hơi nước, chúng tôi đã mời Ba Tư Phu đến giúp đỡ.”

Ba Tư Phu biết rằng hôm nay chính là lúc để mình thể hiện tài năng, vì vậy trước đó nó luôn ẩn mình ở phía sau, giả vờ như không tồn tại.

Nhưng bây giờ, khi Schmidt gọi tên nó, nó tự nhiên phải bước ra sân khấu.

“Chào hiệu trưởng! Trông ngài khỏe mạnh lắm, Ồ, gần đây ngài còn cao thêm nữa à?”

Khi xuất hiện, Ba Tư Phu liền mỉm cười chào hỏi Frederick.

Frederick nhìn người này từ đầu đến chân, cũng cười và nói: “Người khác kết hôn thì bụng vợ họ to ra; còn anh, sao bụng anh lại to trước nhỉ?”

Những sinh viên xung quanh đều biết đến Ba Tư Phu, vì thế họ bỗng nhiên cười ầm lên và cũng rất ghen tị với anh ta.

Khuôn mặt Ba Tư Phu tràn ngập niềm hạnh phúc khi anh ta cười đáp: “Gần đây vợ tôi mua một cuốn sách dạy nấu ăn, và kỹ năng nấu ăn của cô ấy đã tiến bộ rất nhanh.”

Sau đó, anh ta nghiêm túc bắt đầu nói về vấn đề chính: “Về vấn đề rò rỉ hơi nước ở máy hơi nước này, tôi đã nghiên cứu nó cách đây nửa tháng. Nguyên nhân chủ yếu là do các khe hở quá lớn, khiến hơi nước áp suất cao dễ dàng rò rỉ ra ngoài.”

“Tôi đã đề xuất một loại keo Thái Lâm; loại keo này có thể được phết lên các ren sau đó siết chặt lại, giúp lấp đầy các khe hở. Khi keo đông cứng, nó sẽ ngăn chặn hơi nước không thoát ra ngoài. Khi cần tháo dỡ, chỉ cần dùng củi đốt để làm mềm keo bên ngoài.”

Friedrich gật đầu; đây quả là một giải pháp tốt. Tuy nhiên, ông vẫn nhắc nhở: “Cần phải kiểm tra thường xuyên tình trạng của loại keo này để tránh hỏng hóc sau thời gian sử dụng lâu dài.”

Ba Tư Phu ngay lập tức cam kết sẽ tự mình theo dõi việc sử dụng loại keo này.

Friedrich tiến lại gần máy hơi nước và quan sát kỹ lưỡng. Máy hơi nước này được lắp đặt trên một khung thép, dưới khung có bốn bánh xe bằng thép; cấu trúc của nó giống hệt một chiếc xe ngựa, với những bánh xe có móc có thể xoay sang hai bên để thuận tiện cho việc kéo di chuyển.

Nồi hơi cũng có một số điểm khác biệt so với trước đây; bên ngoài nó được thiết kế thêm một lớp vỏ bọc, có tính chất cách nhiệt, nhằm tránh người ta bị bỏng khi tiếp xúc.

Buồng xi lanh được đặt ở phía trên, bên cạnh nồi hơi; cấu trúc của nó khá gọn gàng.

Friedrich còn phát hiện thấy một thiết bị mới: đó là một ống thép có đường kính bằng đường kính của một quả bóng đá, được lắp đặt ở phía bên kia nồi hơi. Một đầu của ống này được nối với nồi hơi, còn đầu kia thì nối với bể chứa nước ở vị trí cao hơn.

“Đây là thiết bị để bổ sung nước phải không?” Friedrich hỏi.

“Thật là một quyết định thông minh của hiệu trưởng!” Schmidt ngay lập tức trả lời, “Đây là bể bổ sung nước; nó có thể được sử dụng để bổ sung nước trong khi nồi hơi đang hoạt động.”

“Bên trong bể này có những ‘cơ chế ma thuật’ giúp đẩy nước vào bên trong nồi hơi.”

“Trên ống có một van chặn bằng lò xo, giúp đảm bảo rằng hơi nước trong nồi hơi không thể thoát ra ngoài, trong khi nước có thể được đưa vào bên trong.”

Friedrich gật

Phương trình Bernoulli được biểu thị như sau:

p + ρv + ρgh = C

Trong đó, p là áp suất tại một điểm cụ thể trong chất lỏng, v là vận tốc dòng chảy của chất lỏng tại điểm đó, ρ là mật độ của chất lỏng, g là gia tốc trọng trường, h là độ cao tại điểm đó, và C là một hằng số.

Trong các hệ thống liên tục, phương trình này có thể được viết lại thành:

p + ρv + ρgh = p + ρv + ρgh

Điều này có nghĩa là: vận tốc dòng chảy càng lớn thì áp suất càng giảm; ngược lại, vận tốc dòng chảy càng nhỏ thì áp suất càng tăng.

Khi tiến hành bơm nước, hơi nước sẽ đi vào thiết bị bơm. Nhờ vào vận tốc dòng chảy lớn và áp suất thấp, hơi nước sẽ hút nước xung quanh vào miệng hút. Sau đó, nước và hơi nước sẽ trộn lẫn nhau tại miệng trộn; phần lớn hơi nước sẽ ngưng tụ thành nước đá, và dung dịch hỗn hợp này sẽ thu được năng lượng từ hơi nước. Đồng thời, đường kính ống trong đoạn này sẽ dần thu hẹp lại, khiến vận tốc dòng chảy tăng lên, và cuối cùng dung dịch sẽ đi vào miệng phun với vận tốc rất cao.

Miệng phun cũng có đường kính dần tăng lên, khiến vận tốc dòng chảy giảm xuống và áp suất tăng lên; cuối cùng, dung dịch sẽ đẩy mở van chặn và đi vào lò hơi.

Thấy hiệu trưởng đang chăm chú suy nghĩ, Schmidt đã sẵn sàng mang theo sổ tay và bút than để phục vụ ông. Ngay khi Friedrich vừa nâng tay lên, hai thứ đó đã được đưa đến ngay lập tức.

Hiện tại, ông chỉ mới ghi lại mối quan hệ giữa vận tốc dòng chảy và áp suất; nhiều năm sau, nguyên lý Bernoulli đã được đổi tên thành “Nguyên lý Chất lỏng” trong thế giới này.

Loại thiết bị bơm này có cấu trúc đơn giản nhưng thiết kế phức tạp; khi sử dụng, yêu cầu áp suất bên trong lò hơi không được quá cao. Xét tổng thể thì đây là một giải pháp khá tốt.

Sau này, mọi người đã cố gắng tìm hiểu tại sao Friedrich lại có thể hiểu được nguyên lý này ở độ tuổi đó. Một giả thuyết được chấp nhận rộng rãi là ông đã nhận ra mối quan hệ giữa đường kính ống và vận tốc dòng chảy khi sử dụng nước để súc miệng; ông cũng nhận ra mối quan hệ giữa vận tốc và áp suất khi nhìn thấy gió làm bay phần váy hoặc khăn trải bàn. Cuối cùng, bài viết mô tả về khả năng quan sát và suy nghĩ tinh tế của cậu bé Friedrich đã trở thành bài học bắt buộc cho học sinh tiểu học.

Lúc này, Friedrich vẫn chưa hiểu được những điều sẽ xảy ra sau này; sau khi vẽ xong sơ đồ thiết bị bơm, ông nghĩ đến việc cần tìm graphite để làm bút vì bút than luôn không tiện sử dụng lắm.

Schmidt nhận lấy cuốn sổ tay như thể đó là báu vật quý giá nh