2-19 蒸汽之力 力和压强
当江南工业集团的产量统计账目送交工部、户部审核的时候，生铁和碳钢总共3万吨的年产量令工部尚书李易、户部尚书杜威惊讶地说不出话来。
一个月前，天机院用第一座平炉导出的钢水制造的军刀，已经向朝廷说明了新型5号钢（即45钢，军器监新制定的钢料型号中，将钢料中碳含量的千分比作为钢号）的性能，同时也说明了平炉炼钢工艺的卓越。李易想来，如此高品质的钢料生产起来应当很困难，一年能产个百来万斤，兵器、甲胄的制造也不愁了，却不料其杭州钢铁厂一开始就是1万吨的年产量，1吨合1500多斤，那岂不是1500多万斤优质钢？乖乖，这以往大宋的军械用钢，每年总共都不到1000万斤，一个江南工业集团，就能一口吃下整个大宋的军械钢料供应？
但是李尚书不得不承认，事实就是如此。现在李易最后悔的就是赵维最初向朝廷上表请求拨款开发平炉和蒸汽机的时候，自己迫于大多数官员的压力，没能坚持和太子站在一边，早知道这平炉有如此强大的生产能力，当初自己就该坚决支持太子的奏疏，由朝廷拨款，工部主导进行平炉的开发，如此，他李易在史书上一定是浓墨重彩的一笔。现如今，如此伟大的功绩工部一分也占不着，全部的功劳和荣誉都属于江南工业集团和天机院，而他们投入的是区区30万贯银钱，和两个多月的时间。
“一场剧变已然来临，老夫却与之擦身而过……”李易最后不由得对黄尧和秦九韶感叹道，他终究是工部尚书，隐约看得见钢铁工业的改革将会为全天下工商业带来的巨大影响。
黄尧说：“李尚书言重了，亡羊补牢，为时未晚。况且无论是按照盐铁官营的律例，还是按照公司股份制的规定，江南工业集团也是由朝廷控制的商团，毕竟，朝廷的股份占比是最大的，公司每年的利润需要上交国库，也需要由国库拨款维持经营，所以我司的生产经营会由朝廷监督，具体的工作，自然落到了工部的头上。”
李易笑着摆摆手，没有接话，心想：江南工业集团表面上受工部的管辖，实际上这是太子的产业，他一手打出的天下，我一个工部尚书，又怎敢随意插嘴？
李易喝了一口茶，问道：“诶，道古（秦九韶的表字）啊，我记得殿下当初给朝廷的奏疏上，除了平炉之外，还有个什么——蒸汽机？对吧？”
秦九韶应到：“是有这么一项。”
“那天机院有在进行这个工作吗？”
秦九韶说：“没有，天机院到目前为止，除了编写《三谈集注》之外，只进行了五公斤炮、平炉和炼焦炉的研制，并无多余的人手进行蒸汽机的制造，一直以来都是江南工业在做这个事，天机院只是协助。而且这个工作就是由黄先生直接主管的，黄先生可不仅仅是商人，他可是墨家第六十代巨子。”
“先生”一词，在这个时代是对老师的称呼，赵维一直称黄尧为“先生”，秦九韶研究高阶函数的时候，与黄尧讨论过其中的一些问题，黄尧拿出了自己的手札，与他一起探讨，两人一起研究高阶函数的特性，都快摸到了微积分的边缘！秦九韶认为他能在函数领域达成今日的成就，很大一部分应该感谢黄尧，所以他称呼黄尧为“先生”（虽然秦没有拜师，黄也没有收徒），黄尧也不反对，但是他很认同韩愈的《师说》“巫医乐师百工之人，不耻相师”的说法，为了表达双方平等的意思，他同样称呼秦九韶为“先生”。
从这两人开始，“先生”一词正式向后世的意义演化，不再是“老师”的代称，这一习惯起初只是在墨家范围内蔓延开来，最后成为了全社会的习惯，因为黄尧把它带到朝廷里了……当然，这是后话。
“巨子？！”李易惊讶地看向黄尧，“哎呀，失敬失敬！”
黄尧没有跟他客套，只是微笑地点了一下头示意。
“有墨家巨子主事，蒸汽机当是没有什么困难了。”李易叹道，“不知这蒸汽机是个什么模样，黄公，可否让我这山野匹夫一开眼界？”
“尚书谦虚了，蒸汽机现在只是完成了样机制作，测试和修改正在进行中。”黄尧说，“尚书若是有兴趣，这个项目倒是需要工部的帮忙。”
李易顿时来了精神：“哦？贵司若是有工部使得上力的地方，尽管开口！”
黄尧说：“墨家先贤留下的《墨经集注》里也有些许关于利用蒸气的记载，只是很零散，而且缺乏实用性。太子看过这部书，将这些零散的记录总结之后，得出了一个比较完整的想法，这年少轻狂看来也不是坏事，在下也只是沿着他的思路，将纸上的东西变成实物而已。其实说起蒸汽机的原理，并不复杂，最简单的例子，咱们平时用铜壶烧水，水开了之后，水汽从壶嘴之中喷出，壶盖也会被顶起来发出声响，这就是蒸气的力量。蒸汽机，就是造一个很大的铜壶，用来烧水，产生大量的水汽，将水汽引入半封闭的铜管，就能推动铜管里的塞子活动，这就是机械力量的来源。”
李易虽然一字一句听得很清楚，但是对蒸汽机的原理仍然是云里雾里。有道是说起来容易做起来难，《墨经集注》里面，第56代巨子青云子记述了蒸气引入密闭容器，冷却后从低处汲水进入腔体的记载，而第57带巨子虚谷子则是反过来，用高温蒸气的压力将密闭腔体内的水通过连通器的结构压到高处，使用多个这种装置接力，可以从河流中将水送至山顶（帕平和塞维利机原理）。
但是这两代巨子的方式只能存在于纸上，像这样的供水方式，消耗的煤炭多而效率低下，赵维从手机里找的蒸汽机原理是瓦特改良之后的往复式蒸汽机（跳过了纽可门机原理），相比于青云子和虚谷子的蒸汽机，往复机的能量转换效率高了不是一点点，而且这种塞维利机纯粹是用来抽水的，不能它用，往复式蒸汽机则是将蒸气的内能转化成活塞的往复运动，能量转换可以持续，用途也更广泛。
黄尧根据赵维提出的蒸汽机原理，将蒸汽机分成了几个大的部分，锅炉、气缸、冷凝器和连杆控制机构，锅炉烧煤，将水变成高温高压蒸汽，通过管路和阀门引入气缸，推动活塞运动做功，做功之后的蒸气温度降低，进入冷凝器凝结成水，体积大量收缩，大气压将活塞压回来，如此循环往复……
连杆控制机构则是由曲轴驱动，控制从锅炉进入气缸、从气缸进入冷凝器的阀门开闭时机，实现了蒸气进入和排出过程的自动化，往复式蒸汽机能连续运转的关键就在于此！
从图纸到样机，黄尧用了5天时间就制造出来了，那时候平炉都还没产出第一炉钢水，但是这一台样机充其量只是个新奇的玩具，它的锅炉只能装1公升的水，气缸也很小，只能带动风车，让它变成风扇之外，没有更大的用处。
因为蒸汽机的出现，很多新的物理参数和定义的问题也出来了，能量、功、功率、压强和力，除了力之外，都是新出现的物理概念，要提升蒸汽机的性能，就必须要对这些物理概念进行定量计算和分析。这些物理概念中，最基础的就是力了。
自古以来，人们对力的认识是最直观的，也是最混淆的。正因为如此，天机院成立之初，就有了一个物理研究组，主攻动力学领域，可几个月时间过去了，后成立的化学组已经变成了化学研究室，物理组还是那样不显眼，因为牛顿的三大定律乍一听全是废话，好像都是大家平时的生活经验，用得着你们一个研究组专门去总结？闲的没事干？
如今，蒸汽机的出现，力和功、能这些概念扯上关系，需要复杂的定量计算的时候，大家才发现，原来物理组研究的动力学竟有这么大的用途。比如说力的基本单位——牛（这个牛跟牛顿没什么关系了，有个词“力大如牛”，所以牛这种动物给人的印象都是力量的代表，所以力的基本单位就用牛了），物理组根据力学第二定律（牛顿第二定律），物体运动的加速度与受力成正比，与自身质量成反比，得出F=ma的公式，规定1牛的定义是1公斤的物体，以1米每二次方秒的加速度运动时，所受到的力，还用牛筋制作了标准的测力计，但是天机院一直以来都没有用到过。
物理组在黄尧的带领下开始进行蒸汽机的深入研究之后，认为蒸汽机的核心在于气缸，所以江南工业集团又制作了几套不同粗细和长短的气缸和活塞，同时接上同一个锅炉进行测试比对。
黄尧发现，气缸越粗，活塞上能产生的力越大，而且力和活塞与蒸气接触面的面积成正比，但是大家都是从一个锅炉里面获得的蒸汽，其它物理参数都是一样的。于是压力强度这个概念正式被提出，简称压强，即单位面积承受的压力，气缸内各个位置的压强是相等的，气压向各个方向产生的力也是一样的，由于气压是通过活塞产生的力，所以压强的计量单位被称之为“塞”，1塞的压强定义为1牛的力作用于1平方米的面积上，产生的压强大小。