瓦特,英国发明家,第一次工业革命的重要人物。1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。以后又经过一系列重大改进,使之成为万能的原动机,在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源的新时代,使人类进入蒸汽时代。后人为纪念这位伟大的发明家,将功率的单位定为瓦特。
蒸汽机的作用是将热能转化为机械能的装置,结构简单,锅炉上有带传动杆的活塞,当对锅炉加热,锅炉里面的水沸腾产生的水蒸气将活塞推动而将内能转化为机械能。水蒸气做功后内能减少,又会再次凝结为水,活塞回到起始点。蒸汽机就这样循环地对外界做功,推动其不断运动。
在进入工业革命之前,人类社会发展进入瓶颈,生产力落后,生产资料稀缺,瓦特为了突破瓶颈,提高生产效率,收到一些现实启发,经过多次实验,发明了蒸汽机
较为确切地使用蒸汽作动力还应是从近代开始。1698年,英国工程师萨弗里发明了使用蒸汽驱动的抽水机。1712年,英国的纽科门发明了效率更高的蒸汽机,可以用活塞把水和冷凝蒸汽隔开。事实上,瓦特发明蒸汽机就是从改进纽科门蒸汽机开始的。纽科门蒸汽机在生产领域的广泛使用,激起了人们的关注,这其中当然也包括詹姆士·瓦特。机会只青睐有准备的人,而瓦特就是这样一个有准备的人。
詹姆士·瓦特,1736年1月19日出生于苏格兰的格拉斯哥市附近的师家庭。他从小就迷恋机械制造。由于家道中落,瓦特中学刚毕去伦敦学习制造机械的手艺。他天资聪颖又勤奋刻苦,用1年时间心会了别人用4年才能学会的技艺。然后瓦特在家乡的格拉斯哥大学谋一一份仪器修理师的差事。
瓦特借修理教学仪器的机会结识了许多科学家,如布莱克教授和罗比逊等人,经常与他们一起探讨仪器、机械方面的问题。1764年的天,格拉斯哥大学的一台纽科门蒸汽机模型送到瓦特这里要求修理。瓦特不但修好机器,还对机械的构造和工作原理产生极大的兴趣。他找到了布莱克教授,与之共同研究减少纽科门蒸汽机耗煤量,提高其效率的方案。后来瓦特发现纽科门蒸汽机的汽缸和冷凝器没有分开,造成了热能的极大浪费,找到了症结之后,瓦特便开始改造纽科门蒸汽机的试验。他筹措了一些资金,租了一间实验室,开始试制具有冷热两个容器的蒸汽机。他想,这样一来负责做功的汽缸始终是热的,而蒸汽冷凝的过程在另一个容器中完成,如此便可避免同一汽缸反复冷热交替,节约了热能。经过多次实验、多次失败,瓦特最终完成了一台具有实用价值的单作用式蒸汽机,并申请了专利保护。
为了在更大范围内推广自己的新发明,瓦特用自己设计的蒸汽机与纽科门蒸汽机当众比赛抽水。结果用同样多的煤,瓦特蒸汽机抽水量是纽科门蒸汽机的5倍。人们看到了瓦特蒸汽机的优势,纷纷以它替代了纽科门蒸汽机。
瓦特没有就此罢手,而是吸收了德国科学家利用进排气阀使汽缸往复运动的原理,用飞轮和曲拐把活塞的往复运动变成圆周运动,可惜该技术已被皮卡德抢先申请了专利权。但他另谋出路,用行星齿轮结构把往复运动变成了圆周运动,终于1781年10月获得了双作用式蒸汽机的专利权。
牛顿没有发明蒸汽机,蒸汽机是罗西发明的。
牛顿是英国著名的科学家,他创建万有引力定律、牛顿三大定律闻名于世。
蒸汽机是希罗发明的。世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗于1世纪发明的汽转球,这是蒸汽机的雏形。约1679年,法国的家丹尼斯·巴本在观察蒸汽逃离他的高压锅后,制造了第一台蒸汽机的工作模型。十八世纪,托马斯·塞维利和托马斯·纽科门制造了早期的工业蒸汽机,他们对蒸汽机的发展都做出了自己的贡献。
在瓦特的故乡--格林诺克的小镇于上,家家户户都是生火烧水做饭。对这种司空见惯的事,有谁留过心呢?瓦特就留了心。有淮?他在厨房里看祖母做饭。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。瓦特观察好半天,感到很奇怪,猜不透这是什么缘故,就问祖母说?什么玩艺使壶盖跳动呢"
祖母回答说:"水开了,就这样。"
瓦特没有满足,又追问:"为什么水开了壶盖就跳动?是什么东西推动它吗?"
可能是祖母太忙了,没有功夫答对他,便不耐烦地说:"不知道。小孩子刨根问底地问这些有什么意思呢。" 特在他祖母那里不但没有找到答案,反而受到了冤枉的批评,心里很不舒服,可他并不灰心。
连续几天,每当做饭时,他就蹲在火炉旁边细心地观察着。起初,壶盖很安稳,隔了一会儿,水要开了,发出哗哗的响声。摹地,壶里的水蒸汽冒出来,推动壶盖跳动了。蒸汽不住地往上冒,壶盖也不停地跳动着,好象里边藏着个魔术师,在变戏法似的。瓦特高兴了,几乎叫出声来,他把壶盖揭开盖上,盖上又揭开,反复验证。他还把杯子、调羹遮在水蒸汽喷出的地方。瓦特终于弄清楚了,是水蒸汽推动壶盖跳动,这水蒸汽的力量还真不小呢。
水蒸汽"对瓦特有多么大的启示!水蒸汽推动壶盖跳动的物理现象,不正是瓦特发明蒸汽机的认识源泉吗?
一七六九年,瓦特把蒸汽机改成为发动力较大的单动式发动机。后来又经过多次研究,于一七八二年,完成了新的蒸汽机的试制工作。机器上有了联动装置,把单式改为旋转运动,完善的蒸汽机发明成功了
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