蒸汽機的原理是什麼?瓦特是如何發明蒸汽機的?
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你聽說過“水壺的故事”嗎?故事中說,瓦特小的時候,看見爐子上壺裏的水沸騰了。蒸汽把壺蓋頂了起來,瓦特從中受到啓發,長大後發明了蒸汽機,成爲著名的發明家。其實,那隻不過是傳說而已,瓦特發明蒸汽機並不是他幼時的靈感,而是吸收前人的成果和他個人艱苦努力的結果。下面小編就爲大家帶來詳細的介紹,一起來看看吧!
1736年,瓦特生於英國造船業發達的格拉斯哥城附近的格里諾克鎮。他的祖父和叔叔是機械工人,父親是造船工人。因爲家裏窮,瓦特幾乎沒上過學,但在家庭的影響下,從小就懂得了不少機械製造的知識,培養了製造機械的興趣。瓦特18歲那年進格拉斯哥城學習手藝,後來又去倫敦專門學習機械製造業。1757年,瓦特到格拉斯格大學當實驗員,專門製作和修理教學儀器。大學爲瓦特提供了良好的學習與實踐的機會。他孜孜不倦地學習,還掌握了德文和意大利文,一有機會就向大學裏的教授請教,有時還和他們爭論科學技術問題。
1763年,外邊送到大學裏的一臺蒸汽機要瓦特負責修理。瓦特和另外幾個人詳細地研究起來。
這臺蒸汽機是一個名叫紐克曼的蘇格蘭鐵匠發明製造的,這在當時是最先進的蒸汽機了。在紐克曼之前,有許多人都對蒸汽當作動力用於生產懷着很大的興趣。
1688年,法國物理學家德尼斯·帕潘,曾用一個圓筒和活塞製造出第一臺簡單的蒸汽機。但是,帕潘的發明沒有實際運用到工業生產上。十年後,英國人託易斯·塞維利發明了蒸汽抽水機,主要用於礦井抽水。1705年,紐克曼經過長期研究,綜合帕潘和塞維利發明的優點,創造了空氣蒸汽機。
經過認真研究,瓦特發現紐克曼蒸汽機有許多缺陷,主要是燃料耗費太大,笨拙,應用的範圍有限,只能用於礦井抽水和灌溉,瓦特決心造一臺比它更好的蒸汽機。
一年之後,瓦特自己製造的蒸汽機開始點火了。但水沸騰起來之後,蒸汽機一動不動,水汽從裏面冒了出來,屋子裏搞得霧氣騰騰,原來蒸汽機漏汽,瓦特的第一次試驗失敗了。
“我一定能成功!”瓦特相信自己的能力。
但是,大學裏並不支持他製造蒸汽機。當時,造一臺蒸汽機需要幾千英鎊,而瓦特一年的工資也纔不過35英鎊,他只好向朋友求助。一個經營鐵工廠和煤廠,名叫巴克的朋友爲他提供經費,給予他很多幫助。當試驗眼看就要成功的時候,巴克卻突然破產,瓦特又走投無路了。
“瓦特,我給你帶好消息了。”正當瓦特在自己的實驗室裏一籌莫展的時候,好心的巴克卻在四處奔走,想法爲瓦特尋找支持者。
“什麼好消息,快告訴我。”瓦特興奮起來,感到事情又有希望了。
“伯明翰有一個鐵器製造商,叫馬太·波爾敦,他答應爲你提供經費。”
“他有什麼條件?”
“他將爲試製蒸汽機提供一切費用,並且維持你的生活,直到這個事業獲利爲止。你要用蒸汽機專利權的三分之二,作爲對他的補償。”
“好,我同意了!”
瓦特很快趕到伯明翰,在那裏,經過反覆實踐,終於在1796年製成了有分離冷凝器的單動式蒸汽機。這種蒸汽機比紐克曼的蒸汽機有顯著的優點,可節省75%的燃料。
瓦特並沒滿足於已取得的成就,1782年,他又成功地製造了聯協式蒸汽機。1784年,瓦特對它進行了改進,爲它增加了一種自動調節蒸汽機速率的裝置,使它能適用於各種機械的運動。從此之後,紡織業、採礦業、冶金業、造紙業、陶瓷業等工業部門,都先後採用蒸汽機作爲動力了。
1807年,美國人富爾把瓦特的蒸汽機裝在輪船上,從此,航運中的帆船時代結束了。
1814年,英國人史蒂芬把瓦特的蒸汽機裝在火車上,陸路運輸的新時代開始了。
19世紀三、四十年代,蒸汽機在歐洲和北美被廣泛採用,這就是所謂的“蒸汽時代。”
瓦特逝世於1819年,後人爲了紀念他的偉大發明,把發電機和電動機的功率計算單位稱爲“瓦特”。現代家庭用的電燈、電暖器、電熨斗的功率都稱爲“瓦”,那是“瓦特”的簡稱,也是爲了紀念他爲人類作出的傑出貢獻。
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