冶炼工艺，提高金属制品的质量。
对热传递现象展开深入研究。通过实验观察热传导、热对流与热辐射三种热传递方式，分析不同热传递方式的特点与规律。在热传导研究中，对比不同材料的热传导性能，发现金属材料具有良好的热传导性，而陶瓷、木材等材料的热传导性相对较弱。这一发现为工程材料的选择提供了重要依据，在炉灶、锅炉等设备的设计中，选择热传导性能合适的材料，提高能源利用效率。在热对流研究中，通过观察液体与气体中的热对流现象，优化建筑物的通风设计，改善室内空气质量与热环境。对热辐射的研究则为太阳能利用提供了理论基础，探索如何更好地吸收与利用太阳辐射的热量。
在热学应用方面，取得了一系列实际成果。利用热学原理改进炉灶设计，增加炉灶的受热面积，优化通风结构，提高燃料的燃烧效率，减少能源浪费。在冬季取暖方面，研发出新型的火墙与火炕系统，通过热传导与热对流的方式，将炉灶产生的热量均匀地传递到室内，提高取暖效果。这些热学应用成果不仅改善了民众的生活质量，还为工业生产与社会发展提供了有力支持。
天文学在大秦迎来了跨越式发展，其中天文观测设备的革新起到了关键作用。集中全国顶尖的工匠与科技人才，在都城附近建造大型天文台，配备一系列先进的天文观测设备。
对传统的浑天仪进行全面升级改造。在原有浑天仪的基础上，增加更多精确的刻度与观测装置。采用更精密的机械加工工艺，提高浑天仪的制造精度，使其能够更准确地测量天体的位置与运动轨迹。改进浑天仪的动力系统，利用水力驱动浑天仪自动运转，实现对天体的连续观测。同时，在浑天仪上安装望远装置，结合光学透镜技术，大大提高了观测的清晰度与精度，能够观测到更遥远、更细微的天体特征。
研发新型的天体测量仪器——天球仪。天球仪以地球为中心，将天空中的星星投影在球体表面，通过转动天球仪，能够直观地展示不同时间、不同地点天空中星星的位置变化。天球仪上标注了详细的星座、星等信息，为天文学家提供了一个直观、便捷的星空模型，有助于他们研究天体的分布与运动规律。此外，天球仪还可以用于天文教学，帮助学生更好地理解天文学知识。