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瓦特思考发明

发布时间:2021-07-28 18:43:51

❶ 瓦特是哪个领域的科学家和他的重要发明

蒸汽机发明家瓦特

瓦特(1736~1819)世界公认的蒸汽机发明家。他的创造精神、超人的才能和不懈的钻研为后人留下了宝贵的精神和物质财富。瓦特改进、发明的蒸汽机是对近代科学和生产的巨大贡献,具有划时代的意义,它导致了第一次工业技术革命的兴起,极大的推进了社会生产力的发展。

(一)

1736年,瓦特出生在英国苏格兰格拉斯哥市附近的一个小镇格里诺克,他的父亲是一个经验丰富的木匠,祖父和叔父都是机械工匠。少年时代的瓦特,由于家境贫苦和体弱多病,没有受过完整的正规教育。他曾经就读于格里诺克的文法学校,数学成绩特别优秀,但没有毕业就退学了。但是,他在父母的教导下,一直坚持自学,很早就对物理和数学产生了兴趣。瓦特从六岁开始学习几何学,到十五岁时就学完了《物理学原理》等书籍。他常常自己动手修理和制作起重机、滑车和一些航海器械。1753年,瓦特到格拉斯哥市当徒工。由于收入过低不能维持生活,第二年他又到伦敦的一家仪表修理厂当徒工。凭借着自己的勤奋好学,他很快学会了制造那些难度较高的仪器。但是繁重的劳动和艰苦的生活损害了他的健康,一年后,他不得不回家休养。一年的学徒生活使他饱尝辛酸,也使他练就了精湛的手艺,培养了他坚韧的个性。

1756年,当他的身体稍有好转,瓦特再次踏上了坎坷的道路来到格拉斯哥市。他想当一名修造仪器的工人,但是因为他的手艺没有满师,当时的行会不允许。幸运的是,瓦特的才能引起了格拉斯哥大学教授台克的重视。在他的介绍下,瓦特进入格拉斯哥大学当了教学仪器的工人。这所学校拥有当时较为完善的仪器设备,这使瓦特在修理仪器时认识了先进的技术,开阔了眼界。这时,他对以蒸汽作动力的机械产生了浓厚的兴趣,开始收集有关资料,还为此学会了意大利文和德文。在大学里,他认识了化学家约瑟夫·布莱克和约翰·鲁宾逊等。瓦特从他们那里学到了很多科学理论知识。1764年,瓦特与表妹玛格丽特·米勒结了婚。

(二)

1764年,学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机,在修理的过程中,瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理,并且发现了这种蒸汽机的两大缺点:活塞动作不连续而且慢;蒸汽利用率低,浪费原料。以后,瓦特开始思考改进的办法。直到1765年的春天,在一次散步时,瓦特想到,既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的,那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢?瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。

在产生这种设想以后,瓦特在同年设计了一种带有分离冷凝器的蒸汽机。按照设计,冷凝器与汽缸之间有一个调节阀门相连,使他们既能连通又能分开。这样,既能把做工后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器,又可以使汽缸内产生同样的真空,避免了汽缸在一冷一热过程中热量的消耗,据瓦特理论计算,这种新的蒸汽机的热效率将是纽可门蒸汽机的三倍。从理论上说,瓦特的这种带有分离器冷凝器的蒸汽机显然优于纽可门蒸汽机,但是,要把理论上的东西变为实际上的东西,把图纸上的蒸汽机变为实在的蒸汽机,还要走很长的路。瓦特辛辛苦苦造出了几台蒸汽机,但效果反而不如纽可门蒸汽机,甚至四处漏气,无法开动。尽管耗资巨大的试验使他债台高筑,但他没有在困难面前怯步,继续进行试验。当布莱克知道瓦特的奋斗目标和困难处境时,他把瓦特介绍给了自己一个十分富有的朋友--化工技师罗巴克。当时罗巴克是一个十分富有的企业家,他在苏格兰的卡隆开办了第一座规模较大的炼铁厂。虽然当时罗巴克已近50岁,但对科学技术的新发明仍然倾注着极大的热情。他对当时只有三十来岁的瓦特的新装置很是赞许,当即与瓦特签订合同,赞助瓦特进行新式蒸汽机的试制。

从1766年开始,在三年多的时间里,瓦特克服了在材料和工艺等各方面的困难,终于在1769年制出了第一台样机。同年,瓦特因发明冷凝器而获得他在革新纽可门蒸汽机的过程中的第一项专利。第一台带有冷凝器的蒸汽机虽然试制成功了,但它同纽可门蒸汽机相比,除了热效率有显著提高外,在作为动力机来带动其他工作机的性能方面仍未取得实质性进展。就是说,瓦特的这种蒸汽机还是无法作为真正的动力机。

由于瓦特的这种蒸汽机仍不够理想,销路并不广。当瓦特继续进行探索时,罗巴克本人已濒于破产,他又把瓦特介绍给了自己的朋友、工程师兼企业家博尔顿,以便瓦特能得到赞助继续进行他的研制工作。博尔顿当时经四十多岁,是位能干的工程师和企业家。他对瓦特的创新精神表示赞赏,并愿意赞助瓦特。博尔顿经常参加社会活动,他是当时伯明翰地区著名的科学社团“圆月学社”的主要成员之一。参加这个学社的大多都是本地的一些科学家、工程师、学者以及科学爱好者。经博尔顿的介绍,瓦特也参加了圆月学社。在圆月学社活动期间,由于与化学家普列斯特列等交往,瓦特对当时人们关注的气体化学与热化学有了更多的了解,为他后来参加水的化学成分的争论奠定了基础。更重要的是,圆月学社的活动使瓦特进一步增长了科学见识,活跃了科学思想。

瓦特自与博尔顿合作之后即在资金、设备、材料等方面得到大力支持。瓦特又生产了两台带分离冷凝器的蒸汽机,由于没有显著的改进,这两台蒸汽机并没有得到社会的关注。这两台蒸汽机耗资巨大,使博尔顿也濒临破产,但他仍然给瓦特以慷慨的赞助。在他的支持下,瓦特以百折不挠的毅力继续研究。自1769年试制出带有分离冷凝器的蒸汽机样机之后,瓦特就已看出热效率低已不是他的蒸汽机的主要弊病,而活塞只能作往返的直线运动才是它的根本局限。1781年,瓦特仍然在参加圆月学社的活动,也许在聚会中会员们提到天文学家赫舍尔在当年发现的天王星以及由此引出的行星绕日的圆周运动启发了他,也许是钟表中的齿轮的圆周运动启发了他。他想到了把活塞往返的直线运动变为旋转的圆周运动就可以使动力传给任何工作机。同年,他研制出了一套被称为“太阳和行星”的齿轮联动装置,终于把活塞的往返的直线运动转变为齿轮的旋转运动。为了使轮轴的旋轴增加惯性,从而使圆周运动更加均匀,瓦特还在轮轴上加装了一个火飞轮。由于对传统机构的这一重大革新,瓦特的这种蒸汽机才真正成为了能带动一切工作及的动力机。1781年底,瓦特以发明带有齿轮和拉杆的机械联动装置获得第二个专利。

由于这种蒸汽机加上了轮轴和飞轮,这时的蒸汽机在把活塞的往返直线运动转变为轮轴的旋转运动时,多消耗了不少能量。这样,蒸汽机的效率不是很高,动力不是很大。为了进一步提高蒸汽机的效率,增大蒸汽机的效率,瓦特在发明齿轮联动装置之后,对汽缸本身进行了研究,他发现,他虽然把纽可门蒸汽机的内部冷凝变成了外部冷凝,使蒸汽机的热效率有了显著提高,但他的蒸汽机中蒸汽推动活塞的冲程工艺与纽可门蒸汽机没有不同。两者的蒸汽都是单项运动,从一端进入、另一端出来。他想,如果让蒸汽能够从两端进入和排出,就可以让蒸汽即能推动活塞向上运动又能推动活塞向下运动。那末,他的效率就可以提高一倍。1782年,瓦特根据这一设想,试制出了一种带有双向装置的新汽缸。由此瓦特获得了他的第三项专利。把原来的单项汽缸装置改装成双向汽缸,并首次把引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽变为高压蒸汽,这是瓦特在改进纽可门蒸汽机的过程中的第三次飞跃。通过这三次技术飞跃,纽可门蒸汽机完全演变为了瓦特蒸汽机。

从最初接触蒸汽技术到瓦特蒸汽机研制成功,瓦特走过了二十多年的艰难历程。瓦特虽然多次受挫、屡遭失败,但他仍然坚持不懈、百折不回,终于完成了对纽可门蒸汽机的三次革新。使蒸汽机得到了更广泛的应用,成为改造世界的动力。

1784年,瓦特以带有飞轮、齿轮联动装置和双向装置的高压蒸汽机的综合组装取得了他在革新纽可门蒸汽机过程中的第四项专利。1788年,瓦特发明了离心调速器和节气阀;1790年,他又发明了汽缸示工器,至此瓦特完成了蒸汽机发明的全过程。

(三)

1785年,瓦特被当选为英国皇家学会会员。1814年,他被法国科学家学会接纳为外国会员。

1790年以后,优厚的专利税使瓦特成为一个很有钱的名人。1819年8月5日,瓦特在希思菲尔德郡的家里去世,遗体埋葬在汉德沃尔斯郊区的教堂里。

瓦特生活在十八、十九世纪的英国,所以在他的身上不可避免的带有时代和阶级的局限。他曾经阻挠双筒蒸汽机和高压蒸汽机的发明和推广,还嘲笑别人用蒸汽机来驱动车辆的努力。

总的来说,瓦特为蒸汽机的推广使用做出了不可磨灭的重要贡献、有力的推动了社会的前进。恩格斯在《自然辨证法》中这样写道:“蒸汽机是第一个真正国际性的发明……瓦特个它加上了一个分离的冷凝器,这就使蒸汽机在原则上达到了现在的水平。”后人为了纪念这位伟大的发明家,把功率的单位定为“瓦特”。

❷ 关于瓦特发明蒸汽机的故事(简介)

小瓦特是一个爱观察和思考的孩子。有一次,小瓦特在厨房陪祖母做饭,灶上坐着一壶开水,开水在沸腾,壶盖“啪啪啪”地作响,不停地往上跳动。他观察好半天,感到很奇怪,猜不透这是什么缘故,就问祖母:“奶奶,壶盖为什么跳动呢?”

可能是祖母太忙了,没有工夫回答他,便不耐烦地说:“不知道。小孩子问这么多干什么!”但他没有灰心放弃。他把壶盖揭开盖上,盖上又揭开,反复验证。瓦特终于弄清楚了,是水蒸气推动壶盖跳动,这水蒸气的力量还真不小呢!

瓦特蒸汽机原理设计图

后来,瓦特长大了,不过他可一直没有忘记小时候琢磨过的那个问题。1756年,瓦特来到格拉斯哥大学当一名仪器修理工,接触到了新的机器,最后改进了人类适用的蒸汽机,把人类的历史推进到蒸汽机时代。

拓展资料

瓦特发明蒸汽机的主要影响

瓦特在原有的原有蒸汽机基础上发明的新式蒸汽机结构,在这之后的50年之内几乎没有什么改变。瓦特蒸汽机发明的重要性是难以估量的,它被广泛地应用在工厂成为几乎所有机器的动力,改变了人们的工作生产方式,极大地推动了技术进步并拉开了工业革命的序幕。它使得工厂的选址不必再依赖于煤矿而可以建立在更经济更有效的地方,也不必依赖于水能从而能常年地运转,这进一步促进了规模化经济的发展,大大提高了生产率的同时也使得商业投资更有效率。

蒸汽机为一系列精密加工的革新提供了可能,更高的工艺保证各种机器包括蒸汽机本身的性能提高。经过不断的努力,引入更高气压的蒸汽,蒸汽火车蒸汽轮船便很快相继问世。

❸ 瓦特发明蒸汽机的故事的简要介绍

小瓦特是一个爱观察和思考的孩子。有一次,小瓦特在厨房陪祖母做饭,灶上坐着一壶开水,开水在沸腾,壶盖“啪啪啪”地作响,不停地往上跳动。他观察好半天,感到很奇怪,猜不透这是什么缘故,就问祖母:“奶奶,壶盖为什么跳动呢?”
可能是祖母太忙了,没有工夫回答他,便不耐烦地说:“不知道。小孩子问这么多干什么!”但他没有灰心放弃。他把壶盖揭开盖上,盖上又揭开,反复验证。瓦特终于弄清楚了,是水蒸气推动壶盖跳动,这水蒸气的力量还真不小呢!
后来,瓦特长大了,不过他可一直没有忘记小时候琢磨过的那个问题。1756年,瓦特来到格拉斯哥大学当一名仪器修理工,接触到了新的机器,最后改进了人类适用的蒸汽机,把人类的历史推进到蒸汽机时代。
拓展资料
瓦特发明蒸汽机的主要影响
瓦特在原有的原有蒸汽机基础上发明的新式蒸汽机结构,在这之后的50年之内几乎没有什么改变。瓦特蒸汽机发明的重要性是难以估量的,它被广泛地应用在工厂成为几乎所有机器的动力,改变了人们的工作生产方式,极大地推动了技术进步并拉开了工业革命的序幕。它使得工厂的选址不必再依赖于煤矿而可以建立在更经济更有效的地方,也不必依赖于水能从而能常年地运转,这进一步促进了规模化经济的发展,大大提高了生产率的同时也使得商业投资更有效率。
蒸汽机为一系列精密加工的革新提供了可能,更高的工艺保证各种机器包括蒸汽机本身的性能提高。经过不断的努力,引入更高气压的蒸汽,蒸汽火车蒸汽轮船便很快相继问世。

❹ 瓦特发明蒸汽机是受到什么启发

是改进了,前面有人发明了蒸汽机
1764年,学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机,在修理的过程中,瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理,并且发现了这种蒸汽机的两大缺点:活塞动作不连续而且慢;蒸汽利用率低,浪费原料.以后,瓦特开始思考改进的办法.直到1765年的春天,在一次散步时,瓦特想到,既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的,那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢?瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想.

❺ 瓦特发明蒸汽机是受到什么启发

1764年,学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机,在修理的过程中,瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理,并且发现了这种蒸汽机的两大缺点:活塞动作不连续而且慢;蒸汽利用率低,浪费原料。以后,瓦特开始思考改进的办法。直到1765年的春天,在一次散步时,瓦特想到,既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的,那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢?瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。

在产生这种设想以后,瓦特在同年设计了一种带有分离冷凝器的蒸汽机。按照设计,冷凝器与汽缸之间有一个调节阀门相连,使他们既能连通又能分开。这样,既能把做工后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器,又可以使汽缸内产生同样的真空,避免了汽缸在一冷一热过程中热量的消耗,据瓦特理论计算,这种新的蒸汽机的热效率将是纽可门蒸汽机的三倍。从理论上说,瓦特的这种带有分离器冷凝器的蒸汽机显然优于纽可门蒸汽机,但是,要把理论上的东西变为实际上的东西,把图纸上的蒸汽机变为实在的蒸汽机,还要走很长的路。瓦特辛辛苦苦造出了几台蒸汽机,但效果反而不如纽可门蒸汽机,甚至四处漏气,无法开动。尽管耗资巨大的试验使他债台高筑,但他没有在困难面前怯步,继续进行试验。当布莱克知道瓦特的奋斗目标和困难处境时,他把瓦特介绍给了自己一个十分富有的朋友--化工技师罗巴克。当时罗巴克是一个十分富有的企业家,他在苏格兰的卡隆开办了第一座规模较大的炼铁厂。虽然当时罗巴克已近50岁,但对科学技术的新发明仍然倾注着极大的热情。他对当时只有三十来岁的瓦特的新装置很是赞许,当即与瓦特签订合同,赞助瓦特进行新式蒸汽机的试制。

从1766年开始,在三年多的时间里,瓦特克服了在材料和工艺等各方面的困难,终于在1769年制出了第一台样机。同年,瓦特因发明冷凝器而获得他在革新纽可门蒸汽机的过程中的第一项专利。第一台带有冷凝器的蒸汽机虽然试制成功了,但它同纽可门蒸汽机相比,除了热效率有显著提高外,在作为动力机来带动其他工作机的性能方面仍未取得实质性进展。就是说,瓦特的这种蒸汽机还是无法作为真正的动力机。

由于瓦特的这种蒸汽机仍不够理想,销路并不广。当瓦特继续进行探索时,罗巴克本人已濒于破产,他又把瓦特介绍给了自己的朋友、工程师兼企业家博尔顿,以便瓦特能得到赞助继续进行他的研制工作。博尔顿当时经四十多岁,是位能干的工程师和企业家。他对瓦特的创新精神表示赞赏,并愿意赞助瓦特。博尔顿经常参加社会活动,他是当时伯明翰地区著名的科学社团“圆月学社”的主要成员之一。参加这个学社的大多都是本地的一些科学家、工程师、学者以及科学爱好者。经博尔顿的介绍,瓦特也参加了圆月学社。在圆月学社活动期间,由于与化学家普列斯特列等交往,瓦特对当时人们关注的气体化学与热化学有了更多的了解,为他后来参加水的化学成分的争论奠定了基础。更重要的是,圆月学社的活动使瓦特进一步增长了科学见识,活跃了科学思想。

瓦特自与博尔顿合作之后即在资金、设备、材料等方面得到大力支持。瓦特又生产了两台带分离冷凝器的蒸汽机,由于没有显著的改进,这两台蒸汽机并没有得到社会的关注。这两台蒸汽机耗资巨大,使博尔顿也濒临破产,但他仍然给瓦特以慷慨的赞助。在他的支持下,瓦特以百折不挠的毅力继续研究。自1769年试制出带有分离冷凝器的蒸汽机样机之后,瓦特就已看出热效率低已不是他的蒸汽机的主要弊病,而活塞只能作往返的直线运动才是它的根本局限。1781年,瓦特仍然在参加圆月学社的活动,也许在聚会中会员们提到天文学家赫舍尔在当年发现的天王星以及由此引出的行星绕日的圆周运动启发了他,也许是钟表中的齿轮的圆周运动启发了他。他想到了把活塞往返的直线运动变为旋转的圆周运动就可以使动力传给任何工作机。同年,他研制出了一套被称为“太阳和行星”的齿轮联动装置,终于把活塞的往返的直线运动转变为齿轮的旋转运动。为了使轮轴的旋轴增加惯性,从而使圆周运动更加均匀,瓦特还在轮轴上加装了一个火飞轮。由于对传统机构的这一重大革新,瓦特的这种蒸汽机才真正成为了能带动一切工作及的动力机。1781年底,瓦特以发明带有齿轮和拉杆的机械联动装置获得第二个专利。

❻ 瓦特发明蒸汽机的故事(150 字)

瓦特(1736-1819)出生于英国,是世界上第一台蒸汽机的发明者。童年的瓦特体弱多病,胆子又小,常喜欢一个人玩,但爱动脑筋。

有一天,他看见水壶里的沸水忽然掀起壶盖,发出“噗噗”声,就好奇地问奶奶:“为什么壶盖会跳动?”奶奶告诉他,这是壶里水蒸气的力量。小瓦特心里想,蒸汽的力量 可真大,要是能利用它就好了!这件事启发了他对蒸汽机的发明。

瓦特家境不好,中学毕业就跟父亲出门学手艺。19岁时,他就一个人出远门,拜师做学徒,每天十个小时在寒风刺骨的工场作业,艰苦的环境磨炼了他的意志,也使他学会了许多修理实验仪器的技能。

20岁那年,瓦特得到好友的帮助,进入大学实验室,任教具和仪器的修理工。在那里,他学到了很多新知识。有一次,他负责修理一台蒸汽机的模型,边修边想;我应该造一台比它更好的蒸汽机。历尽种种磨难的瓦特,在1782年成功地试制出了第一台蒸汽机。

(6)瓦特思考发明扩展阅读

瓦特的创造性工作使蒸汽机迅速地发展,他使原来只能提水的机械,成为了可以普遍应用的蒸汽机,并使蒸汽机的热效率成倍提高,煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽机的改良者。

自18世纪晚期起,蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用,在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。它使英国的纺织品产量在20多年内(从1766年到1789年)增长了5倍,为市场提供了大量消费商品,加速了资金的积累,并对运输业提出了迫切要求。

在船舶上采用蒸汽机作为推进动力的实验始于1776年,经过不断改进,至1807年,美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙”号。此后,蒸汽机在船舶上作为推进动力历百余年之久。

❼ 瓦特发明蒸汽机 英国科学家瓦特小时候对一切充满了好奇,他喜欢提问,也喜欢思考 &n…

1.英;; 蒸汽机;;;2.第1自然段;;;3.水蒸气;;;; 世界工业的大发展

❽ 关于瓦特是怎样思考的怎样发明的

就是水烧开的时候,蒸汽会使盖子上下跳动的现象引起瓦特的思考

❾ 瓦特发明改良蒸汽机是哪一年

1765年。

1764年,英国的仪器修理工詹姆斯·瓦特为格拉斯哥大学修理纽可门蒸汽机模型时,注意到了这一缺点,并于1765年发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机,并于1769年取得了英国的专利。

初期的瓦特蒸汽机仍用平衡杠杆和拉杆机构来驱动提水泵,为了从凝汽器中抽除凝结水和空气,瓦特装设了抽气泵。他还在汽缸外壁加装夹层,用蒸汽加热汽缸壁,以减少冷凝损失。

瓦特的创造性工作使蒸汽机迅速地发展,他使原来只能提水的机械,成为了可以普遍应用的蒸汽机,并使蒸汽机的热效率成倍提高,煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽机的改良者。

(9)瓦特思考发明扩展阅读

主要影响

瓦特在原有蒸汽机的基础上发明的新式蒸汽机结构在之后的50年之内几乎没有什么改变。瓦特蒸汽机发明的重要性是难以估量的,它被广泛地应用在工厂成为几乎所有机器的动力,改变了人们的工作生产方式,极大地推动了技术进步并拉开了工业革命的序幕。

它使得工厂的选址不必再依赖于煤矿而可以建立在更经济更有效的地方,也不必依赖于水能从而能常年地运转,这进一步促进了规模化经济的发展,大大提高了生产率的同时也使得商业投资更有效率。

蒸汽机为一系列精密加工的革新提供了可能,更高的工艺保证各种机器包括蒸汽机本身的性能提高。经过不断的努力,引入更高气压的蒸汽,蒸汽火车蒸汽轮船便很快相继问世。

❿ 瓦特的发明路如何

1757年,瓦特21岁的时候,到格拉斯哥大学当维修工人,负责修造教学仪器。这是他一生中的重大机遇。在学校里,他认识了化学家布莱克,还有后来成为物理学家的鲁宾逊,三个人成了好朋友。瓦特从他们那里学到了很多科学知识,同时对蒸汽机发生了浓厚兴趣。

那个时候,英国人已经开始使用蒸汽为动力的机器了。1698年,英国人塞维利制造了第一台蒸汽泵(bènɡ),用蒸汽把水压到高处,推动机器转动。后来到了1705年,有个叫纽科门的铁匠,又在此基础上,制出了第一台蒸汽机,很快被工业部门采用,并传到欧洲各国。可是这种蒸汽机消耗的燃料特别多,功率也低,使用起来也不方便。

由于天文系在格拉斯哥大学是新近才设立的,所以杰米所修理的仪器,在该校来说,还是件稀罕的东西。

因此,常有拿着实验仪器来问瓦特的教授:“对不起,瓦特先生,请你帮我看一看。”

瓦特的自信心越来越强了。

随后,他回家与父亲商量;在学校附近开了个教学仪器店。

这件事,对瓦特的人生道路有着重大的影响,使他这一位普通的工人,迈进了大学的校门。

瓦特的店铺设在大学的角落里,但正好处在街边,校外的订货可以自由出入。

每天早晨,在学校还没开门之前,瓦特就已经把店门打开,努力地工作了。

不知不觉中,这里就成了教授和学生们的俱(jù)乐部了,他们都喜欢与这位纯朴、乐天、坦率,且见地又与众不同的年轻人交往,并且,在瓦特的店里,他们可以方便地看到各种器械模型。

这一天,鲁宾逊来找瓦特,对瓦特说:

“瓦特先生,我有一个特别的生意想和你谈谈!”

“噢?什么特别的生意!”瓦特好奇地问。

鲁宾逊说:“你知道,在古代,人类尚未具有高智慧的时候,只知道凭借自身的力量办事,到人类渐渐地变聪明后,就想到利用动物的力量了。

“譬(pì)如说搬运东西,最初人类是把东西扛在肩背上来搬运的,到了明白把东西放在车子上用马来拉的时候,人类的力量已增加了几倍,甚至几十倍了。

“但是这还不行,除了动物之外,必须再想出其他更强的动力来移动车子。究竟有没有这种动力呢?”

说完,鲁宾逊等待瓦特的答复,可是一看到瓦特默然不语,鲁宾逊又继续说下去。

“有的,我想是有的,那就是蒸汽的力量。我想,用蒸汽来推动的车子一定会被发明出来的。”

瓦特把眼睛睁得圆圆的,望着他的脸,可是鲁宾逊越讲越有劲儿,又继续说了下去。

“用蒸汽来推动车子的构想虽然让人感到诧异,可是那绝不是梦想啊!不是早就有纽科门所发明的抽水蒸汽水泵(bènɡ),被人们普遍使用着吗?使用于抽水的动力,和用做推动车子的动力原理是相同的啊!”

“你说得挺有道理。”瓦特听得津津有味津津有味:形容有滋味;有趣……事实上,我不过是今天才学到有关纽科门蒸汽机的知识的,虽然对于它的原理与构造方面都已有所了解,但是,这种了解是无济于事的。要想从中产生一种新的东西来,非得具有非凡的想象力与发明能力。

“瓦特先生,只要我们两人肯合作,哪有办不到的事情?你想不想尝试以蒸汽推动车子的发明呢?”

“当然想!”瓦特对这一新的目标产生了浓厚的兴趣。

第二天,他马上跑到格拉斯哥大学的图书馆,找出有关蒸汽机械的书籍,然后根据原理并开始实验起来。

他设法找到一个蒸煮器(就是现在高压锅的最初的雏形),把它用作产生蒸汽的装置,他把一个装有密封活塞块的小注水器连接到蒸煮器上,并在蒸煮器和注水器之间装上一个阀门,这个阀门可以朝上、下两个方向转动;根据阀(fá)门的转动方向,既能使蒸汽进入汽缸(ɡānɡ)(即小注水器),也能把它全部排放出去。

瓦特将阀门扭动,蒸汽进入汽缸,小活塞被蒸汽往上顶,这股力居然能举起7公斤重的东西。

“啊,动起来了!动起来了!”瓦特和鲁宾逊都控制不住自己的惊喜。

正当他们打算同心协力大干一场的时候,鲁宾逊毕业了,他要去海军服役,离开了格拉斯哥大学。瓦特只好独自继续蒸汽机械的研究。

了解了蒸汽机械的历史,瓦特迫切要看到的就是纽科门的机械了。

刚好就在这个时候,瓦特听说格拉斯哥大学的标本室里,有一架纽科门机械的模型。

瓦特就把这个模型带回店铺去了,这是他第一次看到纽科门机的模型。

瓦特马上把模型机械一一拆(chāi)开,这是他一向的作法。直到领会了它的构造和操作方法之后,瓦特才将损坏的地方完全修好,再好好地装配起来。

瓦特迫不及待地生起了火,把火放在锅炉底下,想转动模型看看。

水一开就冒出许多蒸汽来,扭动阀门,蒸汽就进入了那个小汽筒内,咕咚咕咚地开始转动了起来。

“啊!动了!动了!”但是奇怪的是活塞只动了三四下就停止了。

“咦!怎么回事?”瓦特又重新试验了一下,但结果还是一样。

三次、四次、五次……做了好几次,活塞仍然半途就停了下来。

“奇怪!这是什么缘故呢?”瓦特在想。

他立刻到图书馆去翻查书本,看什么地方有问题,但是却得不到结果。要想弄清这个问题,除了再次实验之外,别无他途。

瓦特把模型机械的各部分又重新检查了一番,在经过好几次同样的试验之后,终于发现了问题所在。汽筒是用黄铜制的,这样使加热和冷却都比较慢。应该采用铁制的汽筒。

另外,更重要的一点是:无法使机器顺利转动的原因是汽筒的温度问题。蒸汽一遇冷就立刻凝结起来,所以,最初把蒸汽从锅炉输送到汽筒里去的时候,为了不使蒸汽无谓的凝结,汽筒就必须保持在摄氏100度以上。

可是要想把满汽筒的蒸汽凝结,使之成为真空,则又得把汽筒的温度下降到常温,也就是摄氏15度以下了。

在汽筒内喷射冷水,目的就是为了促使温度迅速下降,使蒸汽早点凝结。也就是说,汽筒必须不断地被加热和制冷。

可是问题却是:一旦冷却了汽筒的温度,要想把它再升高到沸点,势必要消耗掉大量的蒸汽。

纽科门的发明到这一点就不能继续了。

而瓦特却是身兼学问和技术的真正的发明家。他对于纽科门机的结构和作用,始终抱着一种严谨严谨(jǐn):严密谨慎。的态度去研究,结果他发现了它的缺点。

好几天以来,他总是坐在工作台前面,连实验也懒(lǎn)得去做。有时坐在已经停止转动了的机械前面,静静地沉思,然后站起来,嘴里嘟囔着,在房间里走来走去。

在这几天当中,无论是睡觉、吃饭或工作的时候,他都不停地思考着这个问题。这一天,他出来走走,从大街小巷,从广场到大路,瓦特足足走了差不多有一个钟头。

瓦特无意中把头一抬,这时映人他眼帘的是一片绿油油的草地。

“美丽极了!”

瓦特放松地在一张长椅上坐了下来,闭上眼睛,托住下巴静静地养神。

这个时候,“热量和凝结”的问题,在瓦特的脑中悄然消失了,使瓦特感到无比的舒畅。

“唉!回家吧!”

瓦特站起来伸了一个懒腰,然后慢条斯理慢条斯理:形容动作缓慢,不慌不忙。地走回家,可还是不由自主地又想起了他的问题。

刚走过洗衣店,到达牧羊人所住的小屋的时候,又一个念头飞进了他的脑海里。

“由于蒸汽是一种具有弹性的物体,因此,凡是有真空的地方,它就无孔不入,如果在汽缸和蒸汽室之间加一个通道,蒸汽就会进入里面而冷凝,这样就不用冷却汽缸,纽科门机的问题不就迎刃而解迎刃而解:比喻主要的问题解决了,其他有关的问题就可以很容易地得到解决。了吗?”

想不到这个无意中冒出的念头,就把他在一年当中,想了又想的问题完全解决了。

蒸汽因为具有推动力,所以能够冲入真空的容器里。要是把真空的容器附在汽筒上,蒸汽经过汽筒后就必定会进入那个容器里去,那么,蒸汽就可以在那个容器里凝结,而不必在汽筒中凝结。

也就是说,为了蒸汽的凝结,只要另外再做一个凝结器连接在汽筒就行了,这样一来,蒸汽就在那里凝结,而不需要再把汽筒冷却,汽筒就始终是真空的了。

各种不同的作用,分别在不同的容器内进行,汽筒就可一直保持热度,凝结器就永远使它冷却下去,这样一来,连一丝蒸汽也不会浪费掉了。

瓦特的脑子像风车一样不停地旋转着。

可是,这个冷凝器如果采用纽科门机的方法,喷洒冷水使蒸汽凝结,而喷洒的水和凝结而成的水,以及漏进来的空气,怎样逃出去呢?

这个问题又在困扰着瓦特,经过反复的思考,他想出了一个办法。

在下面设一个排水口,将水自管子中挤压出来,当蒸汽冲进去时,又可以将空气也挤压出来。

瓦特的想法,一步一步地接近了成功的边缘(yuán)。想到这里,他已走过了两条街。此时,他已得出结论——那就是在汽筒旁边再做一个冷凝器。

说起来这是多么简单的事啊!在一次午后惬意惬意(qiè):满意;称心;舒服。的散步中,就得出了这个发明。

瓦特由于专心于发明,店里的生意也清淡了,他在教学仪器上所赚的钱都用光了,此外向迪克博士所借的钱也有1000英镑了,可是瓦特的蒸汽机械还没有完全成功,为了新装置的实验,还得用上一笔庞大的费用,这笔钱由谁出呢?

罗伯克是一家名叫加伦铁工厂的创始人,有着雄厚的资本,那个时候,他正在从事煤矿事业,所以非常关心煤坑内的排水问题。

这是一个多么难得的机会啊!

由于朋友迪克博士的介绍,罗伯克与瓦特建立了合作关系。

瓦特高兴得马上着手实验新的模型,直至新的模型也试验成功。

“这样准没有问题了,马上去申请专利吧!”

瓦特就在那年的8月,到伦敦去申请专利。

之后,到了1769年初,瓦特的蒸汽机的专利才被批准下来。

那时瓦特已经33岁了,从最初开始实验起,足足费了将近10年的悠长岁月,这10年间,瓦特忍受经济上的压力,承受着生活上的困苦,碰到了许多困难和挫折挫折(cuò):失败;失利。,但是他并不气馁,因为他深深地知道,这种新机器将是伟大而有用的发明。

他决定在罗伯克的一所大房子里进行新机器的改进和制造。那座房子位于山谷中的小河边,用水方便,而且不被人注意。

1769年9月,花了6个月的时间,好不容易才把第一台机器完成了。

但瓦特的第一台蒸汽机并不成功。

凝结器的作用不大好,加伦铁工厂所造的汽筒,也因铸(zhù)造不良,根本就不能使用。最大的困难在于保持活塞的紧密,瓦特把软木、油布、麻布、旧帽子、牛皮纸,统统用来包扎活塞,但是蒸汽照样漏出来,那些办法一点用处也没有。

瓦特十分灰心。

他的朋友鲁宾逊写信来鼓励他:“这次的失败,过错并不在你的发明,这完全是工厂的制造技术太差的缘故。只要有可靠的工人,一定会成功的。”瓦特这才鼓起勇气,打算重新开始。

而这时,支持他的罗伯克却因做生意赔了钱,不能再资助他了。发明家陷入了真正的困境。他不得不去从事一些测量师、工程师的工作来维持家庭的生计。偏偏这时候,他的妻子也因生病离开了人世。瓦特坠(zhuì)入了人生的最低谷。但他却仍然热心地从事蒸汽机的研究,因为,这才是他的人生目标。

功夫不负有心人,瓦特的艰苦努力终于引起了一个大事业家的注意。他是罗伯克的朋友鲍(bào)尔顿,他接替了罗伯克的位置与瓦特合作,使得瓦特终于有机会再一次制造他的蒸汽机。

过去的纽科门机与其说是蒸汽机,还不如说是气压机来得恰当,因为它是借助大气压力而转动的,避免不了漏入空气的弊(bì)端。

瓦特所发明的机器,完全利用蒸汽的膨胀力,可谓名符其实的蒸汽机。

试验非常成功,瓦特和鲍尔顿大为满意,于是就在塞荷制造厂内设了一个制造蒸汽机的车间,准备正式从事蒸汽机的制造。

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